Cattaneo Avellino12112008

STORIA DELLE TECNOLOGIE ALLA BASE DEL FENOMENO PIÙ DIFFUSO AL MONDO ED EVOLUZIONI FUTURE

1

InterNet : ieri, oggi e domani

G . C A T T A N E O – U N I V E R S I T À D I S A L E R N O

E-MAIL: [email protected]

A V E L L I N O , 1 2 N O V E M B R E 2 0 0 8

Indice del Seminario: Parte 1

2

La struttura di InterNet

Cosa è InterNet

cosa ci appare...

... e cosa nasconde

La storia di InterNet…

La crescita dagli anni 50 ai giorni nostri!

Il presente di InterNet… ed il suo futuro.

Introduzione al World Wide Web

La rivoluzione del WEB 2.0

Avellino, 12 Novembre 2008G.Cattaneo - Università di Salerno

Cosa è InterNet ?

3

Esistono molte risposte….

È la rete delle reti

È una rete Internazionale…

È l‟ultima moda…“Questa lavatrice funziona su InterNet!”

È un mezzo…

È il centro di tutto...

È un fine…

È la fine…


4

Cosa è InterNet ?

36,000,000 di link attivi

2,583,482,629 di indirizzi registrati

1,093,529,692 di utenti stimati


A cosa serve InterNet ?

Per cercare persone, indirizzi, società … ?

Per comunicare con vari mezzi

E-Mail

Telefoni VoIP

Chat (MSN – GTalk – ecc.)

Video conference

Per comprare on-line o fare “affari”

… e tanto altro …

5


6

Davvero… Cosa è InterNet?

Una comunità di utenti

Reti di calcolatori interconnesse

Un insieme di risorse disponibili


7

InterNet è una comunità dove...

Ci si incontra…e ci si conosce…

C‟è gente interessante… e gente noiosa

C‟è lo studioso, il buon samaritano

… così come il teppista ed il criminale

InterNet è una comunità

con un proprio linguaggio

delle proprie regole


8

Cosa è InterNet? … dipende!





9

InterNet: una rete di reti di computer

Calcolatori collegati in modo da poter comunicare e condividere risorse formano una rete.


10

InterNet è una

rete di reti di calcolatori

che usano lo stesso protocollo di comunicazione: TCP/IP

InterNet: una rete di reti di computer


11

Cosa è InterNet?.. dipende!





12

InterNet è un insieme di risorse!

Deposito di informazioni

affidabili e non affidabili

gratuite (?)

“senza fine” (= l’ago nel pagliaio)

Strumento di comunicazione

per transazioni commerciali

per abbattere le barriere

di spazio,

di lingua,

di cultura,

di nazione.


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Le reti di computer

LAN

MAN

WAN

Local Area Network

Metropolitan Area Network

Wide Area Network


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Alla base di InterNet..

I protocolli di comunicazione TCP/IP

Le reti locali (LAN)

Connessioni su Wide Area

Modem /xDSL

Linee dedicate

Fibre ottiche

Ponti Radio

Router


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Un concetto di base: il modello client-server

Client (Consumer)

Inizia la chiamata

Esempi:

browser WWW

lettori di e-mail

Facile installazione

Locazione non rilevante

Server (Provider)

Risponde alla chiamata

Esempi:

server WWW

Name Server

Gestione complessa

Locazione nota:

Es. www.yahoo.it


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La suite di protocolli TCP/IP

Un insieme di protocolli e standard

In uso dal 1982 e divenuto lo standard dei protocolli di interconnessione

Effettua la comunicazione dividendo il “messaggio” in pacchetti

Strutturato a livelli

IP (InterNet Protocol) descrive il formato dei pacchetti

TCP (Transmission Control Protocol) controlla il flusso dei pacchetti

short


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Il ruolo di TCP/IP

InterNet

Hardware

IP

TCP/UDP

Applicazione SW

Hardware

IP

TCP/UDP

Applicazione SW

TC

P/I

P


18

Pacchetti IP

Tutto il traffico InterNet consiste di pacchetti di dati (packet)

Ogni pacchetto è lungo da 64 a 1500 byte

Ogni pacchetto ha (tra l‟altro):

un indirizzo IP sorgente

un indirizzo IP destinazione

un carico di informazione

Informazione

Destinazione

Sorgente


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Indirizzi IP (V4)

Consistono di 4 interi scritti in 4 byte (ottetti di bit) separati da punti:

Esempio: 192.41.218.1

Possono essere

assegnati permanentemente

assegnati all‟accensione della macchina

Disponibilità di

3.758.096.384 indirizzi diversi

A quando IP V6 ???


E qualche previsione può andare storta

“Almost all of the many predictions now being made about 1996 hinge on the InterNet's continuing exponential growth. But I predict the InterNet, which only just recently got this section here in Infoworld, will soon go spectacularly supernova and in 1996 catastrophically collapse.”

"InterNet... ben presto esploderà in modo spettacolare, come una supernova, e nel 1996 collasserà catastroficamente.“

Fonte: Robert Metcalfe, fondatore della 3Com, inventore dello standard Ethernet per le reti informatiche locali un suo articolo per la rivista Infoworld di dicembre 1995. La frase è l'inizio dell'articolo.

20

short Avellino, 12 Novembre 2008G.Cattaneo - Università di Salerno

20

21

Una rete locale su TCP/IP

192.41.218.1

192.41.218.211

192.41.218.22 192.41.218.18 192.41.218.34

Ethernet

192.41.218.254

Router

InterNetRete Telefonica


22

Come viaggia un pacchetto

Router

Sorgente

Destinazione


23

23

Il compito dei router

Ogni router ha una lista di destinazioni e dove deve inoltrare i pacchetti che arrivano

Il client deve solamente conoscere il primo router verso l‟esterno

Hardware

IP

TCP/UDP

Applicazione

Hardware

IP

TCP/UDP

Applicazione

Hardware

IP

Hardware

IP

Hardware

IP

Router Router Router


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Domain Name System (DNS)

Indirizzi IP? No, grazie!

sono difficili da memorizzare

risulta facile confondersi

non permettono di “indovinare” l‟indirizzo

Il Domain Name System

è un archivio distribuito che associa domain name (mnemonici) a indirizzi IP

Esempio:

udsab.dia.unisa.it è associato a 192.41.218.1


Come funziona il DNS?

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Strutturazione gerarchica

Ogni domain name è composto da un top level domain (ultima parte)

udsab.dia.unisa.it

Per ogni dominio e sottodominio esiste un calcolatore che risolve i nomi in indirizzi IP

.com .org .edu .mil .net .uk .fr .it .zw...

.unisa.it

dia.unisa.it


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Chi paga per InterNet?

Una assoluta novità nel campo della finanza internazionale:

Nessuno possiede InterNet:

ogni ente possiede (e paga) per la propria rete

Simile alle telefonate internazionali:

un utente italiano paga la bolletta al proprio ISP (alcuni anche gratuitamente)

anche se la sua telefonata “viaggia” su altre reti

Il carrier (ISP) si fa pagare dal cliente e paga il traffico verso le altre reti.


Chi governa InterNet?

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… Nessuno

Esistono strutture per il coordinamento tecnico

Inte

rNet

So

ciet

y

InterNet Assigned Numbers Authority

InterNet Architecture Board (IAB)

InterNet EngineeringTask Force

InterNet ResearchTask Force


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InterNet Society

Fondata nel Gennaio 1992

Sede a Verston, Virginia (USA)

Organizzazione non-profit con lo scopo di:

favorire il coordinamento tecnologico

armonizzare lo sviluppo

offrire supporto (sia legale che $$$) ad altri organismi (IAB, IANA, IETF etc.)


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La struttura della InterNet Society

Operations

Coordination

Network and

Distributed System

Security Infrastructure

Workshops

InterNet Society Members

(Individuals and Organizations)

Advisory

Council

Officers

President

Vice-president

Secretary Treasurer

SecretariatExecutive

Director

Board of Trustees

International

Networking

Conference

InterNet

Standards & Research

Infrastructure

Committee on

Disaster Relief

Committee on

K-12

Committee on

Technologically

Emerging

Countries


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I collegamenti della InterNet Society

Reston VA US

ISOC Secretariat<isoc.org>

Reston VA US

IESG Secretariat<ietf.cnri.reston.v

a.us>

Marina del Rey CA US

IAB, IRTF Secretariats,

IANA <isi.edu>

Herndon VA US

NIC<rs.internic.net>

Amsterdam NL

RIPE NCC<ripe.net>

Tokyo JP

AP-NIC<apnic.net>

Pittsburgh PA US

FIRST/CERT<cert.org>


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InterNet Assigned Numbers Authority

Gestisce la standardizzazione dei parametri unici su InterNet, quali:

indirizzi dei computers (Indirizzi IP)

indirizzo (porte) dei protocolli usati

Delega strutture con compiti nazionali

Localizzata alla University of Southern California (USA)


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InterNet Architecture Board

Responsabile della architettura di InterNet

Fornisce indicazioni all‟IETF sui temi

Non si occupa strettamente di problemi tecnici

Stimola e propone la creazione di Working Groupsnell‟IRTF e IETF

Funge da “Corte d‟Appello” per il processo di standardizzazione dei WG dell‟IETF


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InterNet Engineering Task Force

“IETF is the development arm of the InterNet”

Identifica e propone soluzioni tecniche tramite i Working Group

Specifica uso e sviluppo dei protocolli

Diviso in 9 aree, quali:

Security

Applications

User services


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La storia di InterNet

Organizzata in decadi:

Anni 1950: il prologo

Anni 1960: la nascita

Anni 1970: la adolescenza

Anni 1980: il boom in ambito accademico

Anni 1990: il boom in ambito economico e sociale

Anni 2000: La convergenza delle reti

Anni 2010: ???


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Anni „50: il prologo

1957: la Unione Sovietica lancia lo Sputnik realizzando (per la prima volta dalla II guerra mondiale) il sorpasso tecnologico degli USA

1957: in risposta il Department of Defense (DoD) degli USA fa partire il programma Advanced Research Projects Agency (ARPA) per stimolare la ricerca scientifica applicabile nel campo militare.


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Anni „60: la nascitail 1962: la ideazione

La RAND Corporation rappresenta il think-tankdella guerra fredda per gli USA

Alla RAND si studia come progettare una rete che non sia facilmente distruggibile da un attacco nucleare sovietico e che possa lanciare la controffensiva

Leo Kleinrock (studente MIT) nel 61 propone la teoria delle reti a commutazione di pacchetto

Il team della RAND, diretto da Paul Baran, raccoglie il progetto in “On distributedCommunications network” che enuncia i principi.


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Anni „60: la nascitaLa prima rete a commutazione di pacchetto

Rete non centralizzata

Rete che si assume sia non affidabile comunque

Tutti i nodi sono uguali

Ogni nodo può passare, ricevere o spedire messaggi (suddivisi in pacchetti)

Ogni pacchetto si muove sulla rete risalendo fino alla sua destinazione.

Ogni pacchetto trova la sua strada sulle linee di comunicazione a disposizione.


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Anni „60: la nascita1965-1968: lo studio ed il progetto

1965: Il direttore del Programma per le ricerche Informatiche dell‟ARPA ottiene il supporto ($$) per lo studio di un prototipo di rete di computer.

1967: al convegno ACM Symposium on Operating Systems Principles, si presenta un articolo di Larry Roberts che presenta

ARPANET!

1968: ARPA decide di presentare il progetto


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Anni „60: la nascita1969: Pronti?

La BBN Inc (di Bolt, Beranek, Newman) vince il contratto per costruire il primo router

Il primo router detto IMP (Information Message Processor) è basato su un calcolatore Honeywell 516 con 12K di memoria

La IBM non partecipa alla gara per il contratto


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Anni „60: la nascita1969:…. Via!

Viene costruita ARPANET su quattro nodi sulla costa Est e Ovest degli USA.

Protocollo usato: NCP (Network Control Protocol)

Data di nascita: 2 settembre 1969


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Anni „60: la nascita1969: la prima struttura di ARPANET

University of California at Los Angeles (UCLA) con funzioni di Network Measurements Center su SDS Sigma 7.

Stanford Research Institute (SRI) come Network Information Center su SDS 940. Nel progetto: Doug Engelbart (inventore del mouse)

University of California at Santa Barbara (UCSB) su IBM 360.

University of UTAH su DEC PDP-10

Tutti calcolatori diversi!


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Anni „70: la adolescenza

ALOHAnet sviluppata alla University of Hawaiieviene connessa ad ARPANET nel 1972

1971: Arpanet conta 15 nodi tra cui la NASA, MIT, Harvard, Stanford etc.

1972: Viene creato l‟ InterNetworking WorkingGroup come struttura per “legiferare” sugli standard, presidente Vinton Cerf

Ray Tomlinson presenta alla BBN la e-mail (la posta elettronica)

ARPA diventa DARPA (la D sta per Defense)


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Anni „70: la adolescenza1973-1974

1973: ARPANET diventa internazionale: University College of London

Royal Radar Establishment

La tesi di PhD di Bob Metcalfe propone i principi di Ethernet

Bob Kahn insieme a Vinton Cerf propongono i gateways tra reti diverse

File Transfer Protocol (FTP)

1974: Vinton Cerf e Bob Kahn propongono TCP il nuovo protocollo di comunicazione


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Anni „70: la adolescenza1975-1979

1976: Primo messaggio e-mail della Regina d‟Inghilterra

UUCP (Unix to Unix Copy) viene sviluppato ai AT&T Bell Labs.

1979: USENET (Newsgroups) nasce tra la Duke University e North Carolina University

ARPA fond l‟InterNet Configuration ControlBoard (precursore dell‟IAB)


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Anni „80: la diffusione accademica1981

Nasce BITNET, “Because It‟s Time NETwork”

da una cooperazione alla City University of New York e fornisce e-mail e ftp

Nasce un consorzio CSNET di università non connesse ad ARPANET


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Anni „80: la diffusione accademica1982: lo sviluppo in Europa

EUNET (European Unix network) fornisce e-mail e USENET ad Olanda, Danimarca, Svezia e Gran Bretagna

ARPA propone di cambiare il protocollo NCP e di usare TCP/IP

Prima definizione di InterNet: rete di computer interconnessi tramite TCP/IP


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Anni „80: la diffusione accademica1983-1985: gateways tra reti

1983: si passa da NCP a TCP/IP

CSNET ed ARPANET vengono collegate mediante gateways

ARPANET si divide in ARPANET e MILNET (tipicamente militare)

UNIX incorpora TCP/IP nella versione 4.2 Berkeley

1984: introdotto il Domain Name Server

1000 computer connessi ad ARPANET


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Anni „80: la diffusione accademica1986-1987: NSFNET

La National Science Foundation americana fonda NSFNET e connette 5 centri di supercalcolo

NSFNET viene data in gestione a Merit Inc, IBM, ed MCI

Oltre 10,000 computer connessi a ARPANET

Oltre 1,000 computer connessi a Bitnet


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Anni „80: la diffusione accademica1988: la grande paura!

2 Novembre: Robert Morris scrive un programma (worm) capace di auto-propagarsi

Lo inietta sulla rete dall‟MIT, il virus si propaga a velocità non immaginate dallo stesso Morris

Chiama un amico ad Harvard per bloccarlo ma non ci riesce

Manda una email anonima (!) per aiutarli a combattere il virus ma la rete è già rallentata ed il suo messaggio non riesce ad arrivare


50

Anni „80: la diffusione accademica1988: la grande paura!

A Berkely e Purdue University riescono ad intercettarlo e dopo 12 ore trovano un rimedio

Dopo un paio di giorni ARPANET torna alla normalità

6,000 dei 60,000 computer connessi sono stati infettati

I soldi spesi per recuperare alla normalità la rete vanno dai 200 ai 53,000 dollari per computer!


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Anni „80: la diffusione accademica1988: la ristrutturazione

Viene creato il CERT (Computer EmergencyResponse Team) dal DARPA

RIPE (Reseaux IP Europeens) coordina la gestione dei network europei

Vengono formate le strutture IETF e IRTF dell‟ InterNet Architecture Board

Paesi connessi a NSFNET: Canada, Danimarca, Finlandia, Francia, Islanda, Italia, Nuova Zelanda, Porto Rico etc...


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Anni „90: la diffusione globale1990: Muore Arpanet… viva InterNet!

1990: Muore Arpanet, vittima del proprio successo

Nasce il primo provider commerciale

Nascono i consorzi commerciali per l‟uso non accademico della rete

Viene presentato Gopher. Il suo autore dice:

“E’ la prima applicazione InterNet che anche mia madre saprebbe usare!”


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Anni „90: la diffusione globale1991-93: I nuovi servizi su InterNet

1991: Il World Wide Web viene pensato nei laboratori del CERN, prima applicazione su InterNet europea!

1992: Si forma la InterNet Society

Più di 1 milione di computer connessi ad InterNet

1993: la Casa Bianca apre un sito WWW

InterNet Talk Radio (Radio via InterNet) inizia a trasmettere

La crescita del WW è al 341% annuo

La crescita del Gopher è al 997% annuoAvellino, 12 Novembre 2008G.Cattaneo - Università di Salerno

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Anni „90: la diffusione globale1994

La pubblicità su InterNet: una ditta di avvocati manda milioni di messaggi di e-mail per pubblicizzare i loro servizi sulla richiesta di visti negli USA (“Green card lottery”).

Viene fondata la Netscape

WWW si avvicina ad essere il servizio più importante di InterNet


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NSFNET torna ad essere un provider solo per il mondo accademico: il resto del traffico (commerciale) passa sui provider privati.

La polizia di HongKong disconnette tutti i providers di Hong Kong tranne uno per catturare un hacker

Radio HK, la prima radio 24 ore su 24 su InterNet

WWW diventa il primo servizio (per uso)

Il Vaticano apre un proprio sito WWW


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Il primo ministro Malaysiano e il presidente delle Filippine si incontrano in videoconferenza su InterNet

Scoppia la guerra dei browser WWW tra Netscape e Microsoft (InterNet Explorer)

Paesi connessi: Eritrea, Andorra, Isole Togo Yemen e Zaire

La CIA, il Dipartimento di Giustizia USA ed altri uffici lamentano la irruzione di hacker sulle loro macchine


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Il Commercio Elettronico usa sempre più la rete InterNet

Viene introdotto dalla Posta Americana il francobollo elettronico scaricabile attraverso il WWW su InterNet

Programmi per la creazione facilitata di siti WWW

Tra gli altri si connettono a InterNet il Turkmenistan e le Seychelles


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Sistemi operativi come Windows 98 diventano strettamente dipendenti dall‟uso di InterNet

Il numero di pagine WWW disponibili è intorno ai 300 milioni

La ABC mette a disposizione i risultati elettorali USA con un giorno di anticipo (per errore!)


59


InterNet pubblicamente accessibile in Arabia Saudita

First InterNet Bank of Indiana: la prima banca accessibile solamente da InterNet

Dominio .ps alla Palestina

Computer gratuiti a chi si abbona a InterNetnegli USA


60

La crescita di InterNet negli anni „90 :Numero di Computers connessi


61

La crescita di InterNet negli anni „90 :Il numero di domini registrati


62

La crescita di InterNet negli anni „90 :Il numero di reti connesse


63

La crescita di InterNet negli anni „90 :Il numero di siti web registrati


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Anni 2000: la Convergenza

Nasce il protocollo VoIP

I principali operatori telefonici si dotano di reti “digitali”

2003 Parte il progetto Open Source Asteriskper lo sviluppo di un centralino (PBX) software

2006 VoIP si diffonde anche per usi domestici


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Fine anni „90 gli operatori di reti mobili passano a tecnologie digitali (GSM)

Si diffonde l‟accesso ad Internet da postazioni mobili (connessione dati GSM, GPRS, UMTS, HDSC) con banda da 9,6 Kb/s fino ad arrivare a 7 Mb/s

Sempre più utenti usano il cellulare per accedere ad internet o per leggere la posta.


66


2002 : Si afferma Wi-Fi come tecnologia alternativa a ethernet ma senza fili

2004 :Nascono i primi Hot Spot pubblici per consentire l‟access ad internet a viaggiatori in transito

2005 :Un decreto ministeriale liberalizza l‟uso delle bande di frequenza 2.4 Ghz e 5.4 Ghzoccupate da Wi-Fi e HIPERLAN

2006 :Nascono i primi WISP 2008 :Molte grandi città come San Francisco

o Città del Messico sono interamente coperte da una rete wireless


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2006 Nasce l‟IPTV la televisione via InterNet

StreamerOne diffonde gratuitamente in via sperimentale 12 canali video in streamer …

Le regate di Coppa America (Luna Rossa) sono trasmesse su interNet in tutto il mondo

2006 i PC hanno un decoder per il digitale terrestre

WiMax garantisce migliore utilizzo delle bande radio e maggior numero di canali

2007 Asta pubblica per l‟acquisto delle licenze WiMax su tutto il territorio nazionale


InterNet oggi

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World RegionsPopulation

( 2007 Est.)

Pop.

% of

World

InterNet

Usage,

Latest Data

%

Pop.

Usage

% of

World

Usage

Growth

2000-

2007

Africa 933,448,292 14.2 % 32,765,700 3.5 % 3.0 % 625.8 %

Asia 3,712,527,624 56.5 % 389,392,288 10.5 % 35.6 % 240.7 %

Europa 809,624,686 12.3 % 312,722,892 38.6 % 28.6 % 197.6 %

Medio Oriente 193,452,727 2.9 % 19,382,400 10.0 % 1.8 % 490.1 %

America del Nord 334,538,018 5.1 % 232,057,067 69.4 % 21.2 % 114.7 %

America Latina 556,606,627 8.5 % 88,778,986 16.0 % 8.1 % 391.3 %

Oceania / Australia 34,468,443 0.5 % 18,430,359 53.5 % 1.7 % 141.9 %

WORLD TOTAL 6,574,666,417 100.0 % 1,093,529,692 16.6 % 100.0 % 202.9 %

http://www.InterNetworldstats.com/stats.htmAvellino, 12 Novembre 2008G.Cattaneo

InterNet oggi

69

http://www.InterNetworldstats.com/stats.htm

Avellino, 12 Novembre 2008G.Cattaneo

InterNet oggi

70

http://www.InterNetworldstats.com/stats.htm

Avellino, 12 Novembre 2008G.Cattaneo

Distribuzione degli Indirizzi IP nel mondo

Total IPs Country Total IPs Country

1,363,618,444 UNITED STATES 21,285,755 SPAIN

249,535,750 UNITED KINGDOM 20,777,618 SWEDEN

150,417,856 JAPAN 19,024,400 SWITZERLAND

97,522,499 CHINA 18,981,096 BRAZIL

87,382,081 GERMANY 17,568,992 TAIWAN

71,486,273 CANADA 16,176,133 MEXICO

68,111,111 FRANCE 14,048,603 RUSSIAN FEDERATION

50,807,005 KOREA 12,732,041 NORWAY

39,158,732 NETHERLANDS 12,360,208 FINLAND

30,864,980 AUSTRALIA 9,943,231 POLAND

30,158,420 MAURITIUS 8,841,301 AUSTRIA

29,582,812 ITALY 8,501,087 DENMARK

21,285,755 SPAIN 7,982,204 BELGIUM

20,777,618 SWEDEN 7,464,576 SOUTH AFRICA

19,024,400 SWITZERLAND 7,308,045 INDIA

18,981,096 BRAZIL 6,585,768 HONG KONG

17,568,992 TAIWAN 6,332,127 TURKEY

16,176,133 MEXICO 5,697,476 ISRAEL

71

Avellino, 12 Novembre 2008G.Cattaneo - Università di Salerno71/20

72

AL

NO PD VI

VR BG

TO

BO GE

RM

CT

NA BA

MI

CH

PA

FI F

VE TS VR

… ed in Italia ???

La disponibilità di infrastrutture in fibra a copertura nazionale e di operatori alternativi è alquanto limitata nel mezzogiorno di Italia

Questo è essenzialmente dovuto alla carenza di domanda al sud che conseguentemente influenza le politiche dei prezzi!

Esempio:

Centro-Nord - IRU 15anni: 4€/m

Sud - IRU 15anni: 10-20€/m

Digital Divide


73

Il Digital Divide

Il ruolo cruciale della ICT nello stimolare lo sviluppo dei sistemi paese assume due aspetti:• Da una parte dà la possibilità ai paesi di modernizzare i

loro sistemi di produzione ed incrementare la loro competitività tanto quanto mai in passato;

• dall’altra, per quelle economie che non sono in grado di adattarsi al nuovo sistema tecnologico, i ritardi divengono sempre più incolmabili.

Inoltre, l’abilità di muoversi all’interno dell’era dell’informazione dipende dalla capacità dell’intera società di essere educata e messa in grado di assimilare ed utilizzare informazioni complesse.Kofi Annan www.un.org

www.digital-divide.it


http://www.un.org/

74

Rapporto tra Rete e Mercato IT in Italia

Quanto costa “inseguire” il business ?

Fonte: Assinform / NetConsulting


Perché ???

Parlare di infrastrutture per le telecomunicazioni significa prevedere investimenti a lungo termine

Quindi … cercare di prevedere il futuro

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Ma non è facile prevedere il futuro

76

“With teletypeinterface and the

Fortran language, the computer will be easy

to use” ?!?!?!?


Soprattutto nelle telecomunicazioni …

“… Gli americani hanno bisogno del telefono; noi no. Abbiamo fattorini in abbondanza.”

Sir William Preece, ingegnere capo Poste Britanniche, 1876

Questo cosiddetto 'telefono' ha troppi difetti per poterlo considerare seriamente come mezzo di comunicazione. Il dispositivo è intrinsecamente privo di valore, per quel che ci riguarda.Western Union Internal Memo, 1876

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Ma cos‟è la larga banda

Un insieme di tecnologie che consentono di aumentare la velocità di comunicazione in generale e l‟accesso ad InterNet in particolare, sfruttando infrastrutture e tecnologieinnovative per usufruire di servizi ad alta interattività

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La larga banda è uno strumento irrinunciabile per rendere possibile la trasformazione del sistema culturale, economico-sociale e produttivo, senza la quale il Paese rischia di essere escluso dalla competizione internazionale

Lo sviluppo della larga banda in Italia è un obiettivo prioritario di politica economica


Vantaggi

Per i cittadini: accesso a servizi interattivi e multimediali

Per le imprese e la PA: crescita economica e competitiva delsistema produttivo, ammodernamento dei sistemi organizzativi egestionali integrazione fra i sistemi informativi

Per la Ricerca: condivisione risorse e interoperabilità tra enti,diffusione della cultura e abbattimento delle frontieregeografiche

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… E cosa certamente non è

Estensione di tecnologie eservizi notiTentativo di sfruttare allo stremo tecnologieormai concettualmente obsolete (basate surame)

Scarsa innovazioneInfrastrutture ormai invecchiate (concepiteper il trasporto della voce, SDH/ATM)

Assenza di un modello dicrescita sostenibileGli esistenti modelli di acquisizione di circuitidigitali non sono accessibili economicamenteper connessioni interdistrettuali

Gli operatori tradizionali perpetuano unapolitica di SCARSITA‟ di banda (monopoliosul servizio e sulle infrastrutture)

80


Punti di forza

+ enorme banda disponibile

+ immunità ai disturbi+ leggerezza e flessibilità+ meno pericolosa / costosa+ sicurezza e protezione da

intrusioni e intercettazioni

I pro e i contro delle fibre ottiche

Debolezze

– difficoltà di connettorizzazione e interfacciamento

– dispersioni

– effetti non lineari

81


I sistemi sottomarini trans-oceanici raggiungono attualmente i massimi valori di prodotto banda-distanza, e sono un ottimo esempio delle enormi potenzialità delle comunicazioni ottiche.

TAT 12/13: (Transatlanticlink) operativo dal 1995, distanza massima 6200 Km, capacità (originale) 5 Gb/s per fibra

TPC 5: (Transpacific link)operativo dal 1996, distanza massima 8200 Km, capacità 5 Gb/s per fibra

TAT 14: operativo dal dicembre 2000, 16 canali WDM a 2.5 Gb/s

TPC 6: in fase di sviluppo, progettato per supportare 640 Gb/s con tecnologia WDM

Esempio: I portanti sottomarini

82


http://www.naval-technology.com/contractors/cables/nsw/nsw4.html

http://www.naval-technology.com/contractors/cables/nsw/nsw3.html

320

1996 1998 2000 2002 2004

20

80

1280

5120

Gb/s

Fonte: K. Coffman & A. Odlyzko, “InterNet Growth: Is There A Moore’s Law For Data Traffic?” (research.att.com/~amo)

Capacità = (Bits / l)*Banda

(Banda / l)

Legge di

Moore(la potenza

di calcolo

raddoppia

ogni 18 mesi)

Una singola fibra può trasportare tutto il traffico telefonico degli Stati Uniti in ora di punta.Il traffico trasportato dalle fibre attualmente installate è inferiore di diversi ordini di grandezza rispetto alla capacità disponibile.

Meglio di Moore …

83


Sfatato il paradosso di Tanembaum

Consideriamo una singola fibra ottica:

La tecnologia corrente consente 320 λ in una delle bande di frequenzaOgni λ ha una banda di 40 Gbit/s

La capacità di trasporto è : 320 * 40*109 / 8 = 1600 GByte/sec

Consideriamo un camion da 10 tonnellate:

Una tape contiene 50 Gbyte, e pesa 100 g

L’intero camion contiene ( 10000 / 0.1 ) * 50 Gbyte = 5 PByte

Camion / fibra = 5 PByte / 1600 GByte/sec = 3125 s ≈ 1 ora

Per distanze superiori a quelle che un camion può percorrere in 1 ora (50 km) oltre al tempo di carico/scarico di 100000 tapes

LA FIBRA E’ VINCENTE!!!

84


http://it.wikipedia.org/wiki/Immagine:Optical-fiber-pbc.jpg

Per il mondo della ricerca …… migliorando la PA

… favorendo il sistema produttivo e lo sviluppo sociale e territoriale

+Fibra = Innovazione e competitività attraverso la tecnologica

Il Programma RUPAR 2

La disponibilità di fibra ottica è un potente mezzo abilitante di nuoviservizi (Centralizzazione servizi di ICT, convergenza fonia su IP)

Per lo sviluppo economico e sociale, la fibra oggi ha le stessepotenzialità delle autostrade costruite negli anni 50 e 60 per crearenuove opportunità di sviluppo sociale e territoriale

La grande quantità risorse stimola utilizzi della rete a cui non abbiamoancora pensato (telepresenza, ubiquitous computing etc.)

I costi e la complessità di rete si riducono significativamente (a 1/3circa) a fronte di un incremento di prestazioni del 250%

…Un‟opportunità per tutti

Videoconferenza Streaming

85


Il nuovo modello di rete

Architettura federata multidominio realizzata su 3 tiers:

Le reti locali a larga banda (MAN)

Le reti geografiche regionali e nazionali (WAN)

La rete pan-europea di interconnessione tra le NREN

Infrastruttura proprietaria

Fibra dark in nolo o IRU

Tecnologie ottiche per illuminare le fibre disponibili e

economicamente accessibili (apparati DWDM per multiplazione di

lambda a 10Gbit/sec, 40->100Gbit/sec a partire dal 2008)

Ideale per soddisfare i requirements dei “grandi utenti”

La banda non sarà più una risorsa “scarsa”

Circuiti dedicati end-to-end e VPN facilmente configurabili

Integrazione reti metropolitane / regionali

Cross Border Fibre

86




Introduzione al World Wide Web:

Genesi e origini

Componenti del WWW e Terminologia

Componenti software: Il client

Componenti software: il proxy

Content Delivery Networks e Akamai

Componenti software: il server



87

La storia del World Wide Web1945: il prologo

Luglio 1945: Vannevar Bush scrive un articolo: “As we may think”

Bush è il direttore della ricerca militare USA nella II guerra mondiale

Coordina (tra l‟altro)

il progetto Manhattan (la prima bomba atomica)

il progetto ENIAC (il primo calcolatore)

88


La storia del World Wide Web1945: il prologo

La sua tesi:“Siamo alle soglie di una nuova era: l’era delle informazioni.”

“La velocità con cui si produce conoscenza è molto maggiore della velocità degli strumenti con cui si accede alla conoscenza”

“Dobbiamo trovare una maniera per facilitare l’accesso e la organizzazione delle informazioni in maniera più intuitiva.”

Propone il Memex: uno strumento per mettere in relazione informazioni in

maniera simile al cervello umano (Il primo ipertesto!) “A memex is a device in which an individual stores all his books, records,

and communications, and which is mechanized so that it may be consulted with exceeding speed and flexibility. It is an enlarged intimate supplement to his memory”.

89


Come sarebbe apparso il Memex (1945)

Una scrivania! “It consists of a desk, and while

it can presumably be operated from a distance, it is primarily the piece of furniture at which he works. On the top are slanting translucent screens, on which material can be projected for convenient reading. There is a keyboard, and sets of buttons and levers. Otherwise it looks like an ordinary desk.”

90


Il World Wide WebIl mezzo di comunicazione: J. Licklider (1968)

Precursore di human-computer interface 1962: memos su un “Galactic network” alla BBN

“The computer as a communication device” on-line communities

face-to-face collaboration

computational grid

research facilities: “Take any problem worthy of the name, and you find only a few

people who can contribute effectively to its solution.”

“Bring these people together physically in one place to form a team, and you have trouble..”

“There has to be some way of facilitating communicant ion among people wit bout bringing them together in one place.”

91


Il World Wide WebUn precursore: Gopher (1991)

Progettato nel 1991

Sistema distribuito:

per accesso a informazioni

organizzato gerarchicamente

92


La storia del World Wide Web1989-91: la nascita

Marzo 1989: prima proposta di Tim Berners-Lee al CERN di Ginevra nell‟articolo “Hypertext and CERN”

Il WWW viene proposto come maniera per condividere all’interno del CERN la incredibile mole di documenti disponibili

Nel 1990 viene realizzato il primo prototipo WWW su NEXT

93


La storia del World Wide Web1989-91: la nascita

Marzo 1991: un semplice browser (client) è disponibile su varie piattaforme Hardware e Software

Agosto 1991: al mondo intero viene presentato il WWW mettendo a disposizione della intera rete i programmi e la architettura (postati sulle news)

94


La storia del World Wide Web1992-93: la crescita

1992:

gennaio: presentazione al convegno AIHEP

diversi altri browser diventano disponibili

distribuzione di codice per sviluppare browsers

1993:

vengono rilasciati i primi browsers grafici

marzo: il traffico WWW è lo 0.1% del totale

settembre: il traffico WWW è 1% del totale

95


La storia del World Wide Web1994: il Boom!

Viene fondata la Netscape

Maggio: la prima conferenza su WWW

Luglio: MIT e CERN fondano il WWW Consortium

Dicembre 1994: il CERN abbandona il progetto WWW

La “direzione” del progetto passa dall‟Europa agli USA.

96


La storia del World Wide Web1995: Lo sviluppo Tecnico

Esce Windows 95 e la Microsoft lancia Microsoft Network

Netscape quotata in borsa realizza incrementi record

La Sun presenta Java un linguaggio per eseguire programmi all‟interno dei browser

Presentato VRML (Virtual reality Markup Language): WWW tridimensionale!

97


La storia del World Wide Web1996-97: Lo sviluppo Commerciale

La Microsoft rende InterNet Explorer un pericoloso concorrente di Netscape

Lotta tra Netscape e Microsoft per guidare i nuovi standard

Il WWW viene usato per vendite per corrispondenza: i primi listini disponibili

Il Commercio Elettronico: transazioni sicure su WWW

primi acquisti via WWW

La Microsoft con Windows 98 include InterNet Explorer come parte del Sistema Operativo

La Netscape fa causa alla Antitrust contro la Microsoft

98


Indice: Parte 2

Parte 2: Il World Wide Web

Genesi e origini






99


Le componenti del WWW

Componenti semantiche

Meccanismo di naming

URI: Uniform Resource Identifiers

Linguaggio di rappresentazione dei documenti

HTML: HyperText Markup Language

Protocollo di comunicazione

HTTP: HyperText Transfer Protocol

Componenti software

client

proxy

server

100


Alcuni termini di uso - 1

Web content risorsa: dati/servizi identificati da una URI

messaggio: unita di comunicazione HTTP

header: porzione di controllo di un messaggio

entità/body: informazione (payload) di un messaggio

Componenti software User agent: programma che dà inizio ad una richiesta

Origin server: server dove la risorsa risiede

Intermediario: componente tra client e server

proxy, gateway e tunnel

Proxy: componente che è server per il client e client per il server

101


Alcuni termini di uso - 2

Standardizzazione IETF: InterNet Engineering Task Force

RFC: Request for comments

MUST/SHOULD/MAY: differenti livelli di compliance con un protocollo

Traffico e performances Web Latenza: tempo tra inizio di una azione ed il primo indizio di

una risposta

User-perceived latency: tempo tra una azione di un utente e l‟inizio di display della risposta

Bandwidth: traffico per unità di tempo

Workload: input ricevuti da componente per unità di tempo

102


Indice: Parte 2


Genesi e origini






103


Componenti software del Web: client

Per la prospettiva “utente”: il client è il Web

Tipologie di client browser

spider

software agent

offline browsers

cobrowsers

Il client come interfaccia universale a servizi SOAP (ed il ruolo del browser in Service Oriented Arch.)

applicazioni “realmente” indipendenti dalla piattaforma

pulling tradizionale incrementato con il pushing con AJAX

104


Evoluzione del browser

Da browser testuali, velocemente si passa a browser grafici Linemode (CERN), Viola, Midas, Mosaic…

Funzionalità iniziazione di una richiesta HTTP (click, bookmark, type)

caching

uso di una porzione di filesystem locale

cache revalidation (via HTTP HEAD):

strong (ad ogni richiesta) o weak (con euristica, decide se rivalidare)

headers del messaggio (es. info su user agent in HTTP)

gestione risposta (configurazione utente)

105


Configurazione browser

Appearance della risorsa richiesta gestione di font, colori, stylesheets, embedded images,

Scelte semantiche scelta degli intermediari da usare

scelta del linguaggio preferito (quando una risorsa è disponibile in varianti)

uso di Accept-Language header in HTTP

Caching

Gestione risposte

Cookies

External viewers (plugins, programmi)

106


Cookies

HTTP come protocollo stateless scelta progettuale felice motivo del suo successo

Necessario però elaborare uno schema di gestione dello stato di un browser

Cookie: informazione circa lo stato, inviato dal server al user agent e da questi memorizzato (persistentemente)

Usati per il tracking (shopping cart) Header HTTP: Set-Cookie: (da server a client) Cookie (da client a server)

Controllo utente: gestione (politica di accettazione, replace, invalidate) privacy (embedded items che producono cookies “nascosti”)

107


Spiders

User agent che cercano informazioni automaticamente

Visita ricorsiva a partire da pagine note

Impatto notevole sul server e sulla rete

Tecniche per evitare / limitare l‟effetto:

per sito: file robots.txt nella root del server

che specifica le directory da non indicizzare

per risorsa

tag META in HTML:

<META NAME=“ROBOTS” CONTENT=“NOINDEX, NOFOLLOW”>

108


Intelligent Agents

Meta search engine fetching proattivo di pagine indicizzate da search engine per

controllare il contenuto

Auction agent partecipa ad aste online

effettua query HTTP per implementare una strategia di bidding

Browser special purpose Cobrowser (recommandation system e proactive fetching:

Letizia)

Collaborative browser: pattern di gruppo

Offline browser

109


Indice: Parte 2


Genesi e origini






110


Web proxy

Localizzati sulla comunicazione user-agent origin-server

Presenti anche in altri protocolli (FTP, NNTP)

Posizione e diverse funzionalità

vicina allo user-agent

vicina all‟origin server

nel core della rete

111


Proxy, gateways e tunnel

Proxy: intermediario che agisce come server per il client e come client per il server

Gateway: usato per protocolli diversi (non HTTP)

differenza con il proxy: lo user-agent è cosciente dell‟esistenza del proxy (e delle possibili modifiche)

Tunnel: agisce a livello sintattico non semantico

non altera il flusso HTTP

lifetime durante la connessione, non oltre

112


Classificazione di proxy

Caching proxy

memorizzazione di risposte/richieste

Transparent proxy

non modifica sostanzialmente la richiesta/risposta

al più aggiunge informazioni sul fatto che la richiesta/risposta è passata attraverso di sé

Non-transparent proxy

sostanziali modifiche

esempio: anonymizer dell‟accesso a risorse

113


Applicazioni dei proxy

114

Condivisione accesso al web ottimizzazione, con serializzazione di richieste su una unica

connessione verso il server

Caching Anonimizzazione del client eliminando header User-Agent in HTTP e informazioni sullo

stato

Trasformazione request/response personalizzazione/device adaptation

Gateway verso sistemi non HTTP (FTP, Mail, etc) Filtering censorship


Il ruolo dei proxy HTTP - 1

Gestione delle richieste/risposte HTTP identificazione (aggiunta di header)

miglioramenti su protocollo (HTTP 1.1. invece che 1.0)

gestione dei ritardi

memorizzazione dello stato e gestione dei cookies

Proxy come Web server interrogato come server (ma sfruttando la cache da proxy)

Proxy chaining a diversi livelli di organizzazione gerarchica

Configurazione proxy Proxy autoconfiguration file (javascript)

115


Il ruolo dei proxy HTTP - 2

Reverse proxy (surrogate) localizzati davanti ad una batteria di server

load balancing, fault tolerance

sicurezza

possono anche non usare HTTP per distribuire le richieste negli origin server

Interception proxy preleva tutto il traffico HTTP (dagli strati inferiori)

e applica la politica di proxy

non bypassabile da modifiche configurazioni dei client

116


Funzionalità offerte dai proxy - 1

Personalizzazione Fornire contenuti rilevanti sulla base delle

preferenze degli utenti finali Link Personalization

Mostrati link più rilevanti per un determinato argomento Fondamentale in e-commerce

Content Personalization Pagine differenti per differenti utenti sulla base della loro

storia di navigazione. Anche per efficienza su PDA, smartphone, etc.

Compressione dati e immagini Realizzata, mediante proxy server, dal gestore

Vodafone per migliorare la velocità di connessione e per alleggerire il carico sulla propria rete GPRS. Un processo trasparente per l’utente, che beneficia,

senza accorgersene, di miglioramenti continui e dunque di velocità più elevate

117


Adattamento di contenuti Accessi ad InterNet provenienti da nuovi ed eterogenei

devices

PDAs, laptops, cellular phones, set top boxes, handheld computers, TV Browsers, ecc.

Differenti capabilities in termini di: Network connectivity

Processing power

Storage

Display capabilities (screen size, color depth)

Contenuti dinamici, multimediali ed interattivi

Difficoltà per i portali Web nel fornire differenti versioni delle stesse pagine per differenti client devices che accedono alla rete.

Funzionalità offerte dai proxy - 2

118


Indice: Parte 2


Genesi e origini




La evoluzione dei proxy in Content Developer Network

Un esempio di Content Delivery Networks: Akamai


119


La percezione utente di InterNet

120


RegionalNet

Strutturazione geografica

RegionalNet Regional

Net

RegionalNet Regional

Net

RegionalNet

Backbone

LAN LANLAN

121


ISP

La crescita della rete ed i Neutral Access Points

ISP

ISPISP

BusinessISP

ConsumerISP

LAN LANLAN

NAPNAP

Backbones

Dial-up

122


Core + Reti di Accesso

CoreNetworks

Cablenetworks

ConsumerMobile

CommercialISP

ConsumerISP

LAN LANLAN

NAP

Dial-up

DSLAlways on

NAP

CableHead Ends

CellCell

Cell

SatelliteFixed Wireless

CommercialMobile

ConsumerISP (high)

123


Il Core diventa “Intelligente”

Covad@home

ISPCingular

Sprint AOL

LAN LANLAN

NAP

Dial-up

DSLAlways on

NAP

CableHead Ends

CellCell

Cell

SatelliteFixed Wireless

124


Il flusso dei dati su WWW (a): architettura client-server

Nel progetto originale di Tim Berners-Lee

Tipica “interazione statica”

Anni 91-92

Web server

125


Il flusso dei dati su WWW (b): computazione lato server

Computazione server-side

Common Gateway Interface

Anni 92-93

126


Web server

Il flusso dei dati su WWW (c) : le form

Le form: inserimento di dati sulla richiesta HTTP

HTML 2.0

Anni 93-94

Web server

127


Il flusso dei dati su WWW (d): computazione lato client

Contenuti eseguibili

Fat client

Altri linguaggi di scripting

Anni 95-96

Web server

128


Il flusso dei dati su WWW (e): architettura a 3 livelli (3-tier)

Separa la logica della applicazione dalla presentazione

Anni 96-97

Data repository

Application server

Web server

129


Il flusso dei dati su WWW (f): computazione lato proxy

Computazione

indipendente dal server e dal client

Intermediari:

Entità software che modificano flussi di informazioni

Data repository

Application server

Web server

130


I Proxy nel WWW

Sorti per necessità All‟aumentare del traffico è necessario:

Caching (Squid)

Security (firewalls)

All‟aumentare dei servizi è necessario :

Integrazione

Personalizzazione ed adattività

All‟aumentare della eterogeneità dei terminali è necessario:

Transcoding

All‟aumentare del business è necessario:

Un campo di intervento per l‟azienda:

“Se non hai server (Oracle, etc.) e non hai browser (Microsoft) allora intervieni sui proxy (IBM) o sulla distribuzione dei contenuti (Akamai)”

131


Content Distribution Network

Una rete dedicata di server, distribuita geograficamente, che può essere usata da Web Publisher per distribuire più efficientemente il

proprio contenuto

Alcune tecniche utilizzate:

push del contenuto per portarlo più vicino all‟end-user

load balancing globale sulla rete dedicata di server

aggiornamento dello stato delle cache

Analisi di marketing efficienti ed affidabili tramite i file di log del traffico

132


Alcuni dati e evoluzione dei CDN

Gli attori nel campo:

Akamai ha il “dominio” del mercato (80%)

Mirror Image

Inktomi

Limelight

grandi ISP costruiscono il proprio CDN (come AT&T)

1998-1999: con i CDN diventa più economico per una piccola compagna offrire servizi di grande qualità in maniera economica

2000-2001: i CDN si provano essere efficaci

2002-2004: i fornitori di CDN raddoppiano le entrate rispetto agli anni precedenti

133


Indice: Parte 2


Genesi e origini




La evoluzione dei proxy in Content Developer Network

Un esempio di Content Delivery Networks: Akamai


134


La struttura di un CDN: Akamai

InterNet permette ad un content provider di raggiungere, con un unico investimento (possibilmente di limitate dimensioni) una platea di 513 milioni di utenti (NUA, 8/2001)

135


InterNet è una “rete di reti”

Migliaia di reti indipendenti

unite da fornitori di backbone (dorsali)

Le reti devono essere connesse l‟una all‟altra attraverso punti di peering

pubblici o privati

servono a scambiare pacchetti tra le due reti senza arrivare necessariamente ai Network Access Point tra backbone

136


Cosa è necessario per far funzionare InterNet

Strategie per il routing

All‟interno di una “rete” (Autonomous System):

Internal Gateway Protocols: OSPF, RIP

Tra “reti” (ASs) diverse:

External Gateway Protocols: BGP

Il problema: la scalabilità

Protocolli internal non assicurano la scalabilità degli ASs

Protocolli external permettono la connessione di numerosi AS, ignorando il routing fatto all‟interno

137


Dove sono i “colli di bottiglia”

1. First Mile

2. Peering

3. Backbone

4. Last Mile

Limitazione non solamente alle prestazioni ma

Alla crescita veloce delle richieste delle connessioni e del tipo di servizi

Alla possibilità di reagire prontamente a improvvisi picchi di carico

138


1. Il “First Mile”

Storicamente il primo bottleneck

Alcuni esempi:

I trailers di “Star Wars”

Il Mars Lander

I verbali e le relazioni sull‟impeachment di Clinton

I siti di informazioni geosismiche in caso di terremoti in California

Equivocato spesso per problemi di scalabilità di server

• La velocità con cui l’utente accede ad un servizio è limitata dalla connettività che il ContentProvider ha verso la rete

139


2. I peering points (a)

Le caratteristiche del traffico (dati Akamai)

Il traffico del WWW sembra equamente distribuito tra le oltre 7400 reti di InterNet

Nessuna rete contribuisce per più del 5% del traffico totale

La maggior parte delle reti contribuisce per meno dell‟1%

140


2. I peering points (b)

Altre considerazioni:

Con migliaia di reti ci devono essere almeno migliaia di peering points

La equa distribuzione del carico indica che il traffico deve attraversare una quantità notevole di peering

se una sola rete fosse responsabile di una quantità notevole del traffico, potrebbe bastare l‟attraversamento di un solo peeringpoint per raggiungere la rete di destinazione

La crescita delle reti (notevole) aumenterà la dimensione del problema

141


3. I backbone

L’upgrade alla capacità di qualsiasi rete è immediatamente sorpassato dai servizi offerti, dalle richieste degli utenti o da entrambi (nma

legge di Murphy)

• Un esempio:

• Trasmissioni personalizzate del “The cooking channel”

• 300 Kbs per stream

• Uno dei maggiori backbone (UUNET)

• Su Canada ed USA ha banda di 3,6 Gbs (tra città)

• Poche decine di cooking channels bastano a saturare questa disponibilità di banda

142


4. Il “Last Mile”

Più che un problema..

Una soluzione

La limitazione della banda per singolo utente serve ad evitare che InterNet “fonda”

Un esempio:

Il Cable Access Provider @Home

Ha solamente 1 milione di abbonati (0,2% del totale di utenti)

Ma è una delle reti che richiede più traffico (il 5% del totale)

143


La soluzione dei Content Distribution Network

Distribuire le informazioni verso il “confine” delle reti (Edge delivery)

Rendendo più veloce l‟accesso all‟utente

Senza sovraccaricare troppo la struttura di InterNet

Il deployment della soluzione (esempio di Akamai)

20.000 server localizzati nei POP (Point of Presence) di oltre 1000 ISP in 70 paesi (2007)

Sistema operativo custom, Intel based

Offerti gratuitamente a ISP di elevata dimensione

Più di 10000 abbonati, condizioni di sicurezza, connettività alta

Offrono una connessione persistente con il sito di origine

85% degli utenti InterNet sono ad 1 hop da un server Akamai

144


La infrastruttura di Akamai

Alloca più server Akamai ai siti colpiti da flash crowds

Obiettivo della intera infrastruttura:

dirigere la richiesta del client al server Akamai più vicino,

disponibile ad accettare il carico

con una certa probabilità di successo

Più vicino: funzione della rete e delle caratteristiche di link

Disponibile: funzione di carico della macchina e banda di rete disponibile

Probabilità di successo: non tutti i server possono avere tutti gli oggetti da distribuire

145


Identificazione server sull‟Edge

Trade-off tra caching DNS response time e reattività

146


Akamai Resource Locator

Le informazioni embedded vengono tradotte così

147


I compiti della infrastruttura

Controllo della rete con il meccanismo di DNS criteri nella risoluzione dei nomi

tipo di servizio (server per Quicktime o solo per HTTP)

stato di salute del server

carico del server (CPU, Disk, Network)

condizioni della rete

localizzazione del client rispetto al server

tipo di contenuto (mappato secondo tecniche di hashing)

Monitoraggio rete end-to-end: agenti software che simulano utenti

della intera rete InterNet

confronto con dati storici permette il riconoscimento di situazioni anomale

148


Real time Web Monitor … traffico!

149


Real time Web Monitor … attacchi!

150


Consumo di news

151


Consumo di news per regione…

152


Le news più accedute (dal 2005)

153


I tipi di servizio di Akamai

Contenuto statico

gestione della lifetime e cacheability

secure connections

Contenuto dinamico

Edge Side Includes

separa le pagine in pezzi con diversa cacheability

assemblate dal server Akamai su richiesta

Streaming media

Windows Media Player, RealPlayer, Quicktime

Necessaria:

reazione veloce alla selezione del “entry-point” server ed ad una sua possible caduta

trasmissione multi-path tra diversi server

154


Indice: Parte 2

Il World Wide Web Componenti del WWW Terminologia Componenti software: Il client Componenti software: il proxy Componenti software: il server

Gestione di una richiesta client Controllo dell‟accesso: autenticazione e autorizzazione Risposte dinamiche e gestione dello stato Caching

Architettura dei Web Server Server hosting Apache

155


Componenti software del WWW:Web server

Compito: generare e trasmettere le risposte per le richieste dei client

Composta di varie fasi:

parsing della richiesta

check di autorizzazioni

associazione URL con un filename

costruzione della risposta

trasmissione della risposta

156


Sito Web e server Web

Sito Web: insieme di pagine accessibili tramite la stessa url (per la parte hostname)

Server Web: programma che soddisfa le richieste del client

Web site: portali, business, intranet corporate, business-to-business,

special event, portal, ricerca, gateway

Web server: programma la cui efficienza dipende dalla stratta relazione con

la piattaforma sottostante: S.O., CPU power, dischi, network bandwidth

157


Indice: Parte 2




158


Passi per gestire una richiesta client

Parsing della richiesta: lettura della richiesta HTTP e identificazione di:

tipo di operazione richiesta URL della risorsa richiesta host a cui questa viene richiesta header della richiesta

Traduzione URL in filename normalmente con una diretta relazione con il filesystem possibile relazione con caching lato server

Autorizzazione controllo dei permessi di accesso alla risorsa

Generazione e trasmissione risorsa con body e header di risposta

159


Autenticazione

Identificazione dell‟utente che origina la richiesta

Basata su coppia nome/password

memorizzate in locale in un file criptato

Essendo il protocollo HTTP stateless

il server non ha nozione di “sessione”

Ciò nonostante, l‟utente ha l‟illusione di una sessione

perché il client continua a inviare la coppia username/password ad ogni richiesta

Processo di autenticazione:

challenge / response

160


Indice: Parte 2




161


Autenticazione

Identificazione dell‟utente che origina la richiesta

Basata su coppia nome/password

memorizzate in locale in un file criptato

Essendo il protocollo HTTP stateless

il server non ha nozione di “sessione”

Ciò nonostante, l‟utente ha l‟illusione di una sessione

perché il client continua a inviare la coppia username/password ad ogni richiesta

Processo di autenticazione:

challenge / response

162


Autorizzazione

Determina a quali risorse un utente può accedere

politica di accesso

Si utilizza una access control list

di norma, specifica la politica per subdirectory nel filesystem

basata su username, IP address, etc.

Processo potenzialmente molto oneroso

direttive di configurazione che permettono di ridurre l‟overhead (nessuna autorizzazione necessaria per un branch del filesystem)

163


Indice: Parte 2

Il World Wide Web Componenti del WWW Terminologia Componenti software: Il client Componenti software: il proxy Content Delivery Networks e Akamai

Componenti software: il server Gestione di una richiesta client Controllo dell‟accesso: autenticazione e autorizzazione Risposte dinamiche e gestione dello stato Caching


164


Risposte generate dinamicamente “on-the-fly”

Risorse che sono

statiche (corrispondenti a risorse sul file system)

generate dinamicamente dal server

server-side-includes

script che generano documenti

processi invocati dal server per ogni richiesta (Common Gateway Interface)

interni al server (esempio: PHP, mod_perl di Apache, servlet Java)

processi persistenti contattati dal server (Fast CGI)

ottenute dal terzo livello di una architettura a 3 layer

interfaccia verso un DBMS, con query SQL

165


I cookies e lo stato di una sessione

Per mantenere lo stato in un protocollo stateless ad ogni richiesta/risposta devono essere ripetute

autenticazione (per la necessaria autorizzazione)

invio dello stato della sessione (con i cookies)

I cookies vengono trasmessi dal client con l‟header:Cookie: Customer=“pippo”; Version=“1.5”; InternalID=“4E551A0”

e possono essere letti e trattati da corrispondenti programmi lato server (variabili di ambiente di script CGI, ad esempio)

I cookies vengono settati dal server nella risposta: Set-Cookie: Version=“1.5”;

ed il client li invia ogni volta che accede quel sito

crittazione e expiration time per prevenire la falsificazione

166


Indice: Parte 2

Il World Wide Web Componenti del WWW Terminologia Componenti software: Il client Componenti software: il proxy Content Delivery Networks e Akamai

Componenti software: il server Gestione di una richiesta client Controllo dell‟accesso: autenticazione e autorizzazione Risposte dinamiche e gestione dello stato Caching


167


Cache per migliorare la efficienza

In pratica, poche risorse di un sito sono molto popolari

e quindi influenzano sensibilmente il carico

Una tecnica utile è quella di fare caching lato server:

alla richiesta, il file viene letto e caricato in memoria

per velocizzare accessi successivi alla stessa risorsa

Necessario che ci sia comunque un check della data

per evitare di fornire contenuto non aggiornato

Possibile fare caching anche di contenuto dinamico

tecniche ampiamente utilizzate nel caso di front-end di DBMS

168


Tecniche per migliorare l‟efficienza: sharing metadata

Il caching può essere fatto anche su altri passi nel processo di soddisfare una richiesta

Caching di: traduzione URL-filename

necessario controllo della data di aggiornamento del file

gestione informazioni della risorsa nell‟ header risposta

come dimensione file (Content-Lenght) o data ultima modifica

gestione informazioni del server nell‟header risposta

nome host, versione software etc.

data/tempo corrente (calcolata solo a intervalli)

nome del client: se la autorizzazione è basata sul nome, si può fare caching della risoluzione dell‟IP con il nome

169


Indice: Parte 2

Il World Wide Web

Componenti del WWW

Terminologia



Componenti software: il server Architettura dei Web Server

Server hosting

Apache

170


Architettura dei server

Il carico di un server Web è davvero notevole con picchi di carico imprevedibili

La gestione delle risorse viene tenuta presente nella architettura del server

Tre categorie principali: event-driven server

un singolo processo che si alterna a servire ogni richiesta

process-driven server

ogni richiesta viene gestita da un processo diverso

server ibridi

che usano entrambe le strategie, combinandole

171


Architettura event-driven

Struttura semplice: un processo che gestisce una richiesta alla volta

Approccio giustificato (dal punto di vista delle prestazioni) solo se le richieste richiedono lavoro costante

di norma non è così per:

ritardi di accesso al disco, di accesso alla rete, di solito realizzate con chiamate non bloccanti

risorse generate dinamicamente (con ritardi non preventivabili)

Comunque, efficienza garantita dalla serializzazione delle richieste (trattate dallo stesso processo che può così cercare di ottimizzare effettuando caching)

172


Architettura process-driven - 1

Ogni richiesta viene gestita da un processo diverso

necessario una forte interazione con il process mgmt del S.O. sottostante

Ad ogni nuova connessione, il processo master effettua una fork per creare un processo separato che gestisce la connessione

Soluzione automatica ai memory leak

a richiesta esaudita, il S.O. libera automaticamente la memoria occupata dal processo

173


Architettura process-driven - 2

Miglioramento del ritardo dovuto alla fork creazione di un pool di processi a cui il master assegna la

richiesta, una volta terminato, il processo ritorna disponibile

memory leak ancora presente potenzialmente:

soluzione con l‟invecchiamento dei processi e la loro terminazione per lasciare spazio a processi giovani (conflitto generazionale )

Limitazioni della architettura context switching tra processi introduce overhead

per richieste che richiedono poca CPU, inutile affidarle a processi

difficile (e più costoso) effettuare caching interprocess

CERN, NCSA server, Apache 2.x

174


Architettura ibride

Cercano di combinare i vantaggi delle due architetture

Tre approcci:

una architettura process-driven dove, però, ogni processo può gestire più richieste

riduzione del numero di processi (minor overhead)

riduzione dell‟overhead sul data sharing per il caching

una architettura single process che ha diversi thread

minore overhead nella gestione (facilità condivisione dati, unico spazio di indirizzamento nel processo)

problemi di memory mgmt (memory leak all‟interno di thread diversi)

architettura adattiva: event-driven per default sulle richieste che richiedono poco lavoro, ma fork di un processo helper per le richieste che richiedono maggiori risorse

175


Indice: Parte 2

Il World Wide Web

Componenti del WWW

Terminologia




Server hosting

Apache

176


Server hosting

Lo stesso server può gestire diversi server virtuali

ognuno con le proprie

politica di accesso

risorse da fornire

file di log

etc.

Siti in mirroring

esplicitamente scelti dall‟utente

politiche di aggiornamento (giornaliero, settimanale, etc.)

bilanciamento basato su scelte dell‟utente (possibili sovraccarichi)

uso di un proxy surrogato (reverse proxy) che bilancia il carico

177


Indice: Parte 2

Il World Wide Web

Componenti del WWW

Terminologia




Server hosting

Apache

178


Il server Apache

Free e open source success story dell‟open source

Portabile (Unix, Win32, OS/2, BeOS, etc. etc.)

Efficiente

Supporta HTTP/1.1

Stabile e sicuro

Modulare e programmabile

Features avanzate autenticazione

personalizzazione log

negoziazione contenuti

virtual host

179


La diffusione di Apache

Netcraft survey: Apache è il server più diffuso

180


Gestione delle risorse

Due modelli di gestione: modello process-driven (Apache 1.3) e multithread (Apache 2.0)

Il passaggio da 1.3 a 2.0: problemi

script di configurazione non standard

porting difficile

scaling delle prestazioni non sufficienti

interazioni tra moduli difficile

181


Modello process-driven

Processo padre che assgna un processo a ogni connessione

Attività di pre-forking

Parametri di configurazione permettono di scegliere

il numero di server da pre-forkare

il numero di minimi e massimi server idle

al di sotto o al di sopra del valore si pre-forka oppure si uccide

massimo numero di richieste per figlio

massimo numero di richieste concorrenti su singola connessione TCP

182


Multi-processing Module

Modulo specializzato per la gestione del modello processo /thread

ognuno per lo specifico S.O. (es. mapping di thread su thread nativi)

Configurazione di MPM dal file di configurazione di Apache

facile scambiare modelli di gestione delle risorse

183


Configurazione pre-fork (process-driven)

# prefork MPM

# StartServers: number of server processes to start

# MinSpareServers: minimum number of server processes which are kept

spare

# MaxSpareServers: maximum number of server processes which are kept

spare

# MaxClients: maximum number of server processes allowed to start

# MaxRequestsPerChild: maximum number of requests a server process

serves

<IfModule prefork.c>

StartServers 5

MinSpareServers 5

MaxSpareServers 10

MaxClients 150

MaxRequestsPerChild 0

</IfModule>

184


Configurazione worker (multi-thread)

# worker MPM

# StartServers: initial number of server processes to start

# MaxClients: maximum number of simultaneous client connections

# MinSpareThreads: minimum number of worker threads which are kept spare

# MaxSpareThreads: maximum number of worker threads which are kept spare

# ThreadsPerChild: constant number of worker threads in each server process

# MaxRequestsPerChild: maximum number of requests a server process serves

<IfModule worker.c>

StartServers 2

MaxClients 150

MinSpareThreads 25

MaxSpareThreads 75

ThreadsPerChild 25

MaxRequestsPerChild 0

</IfModule>

185


Installazione: l‟albero della installazione

186


File di utility

ab

apache benchmark per misurare le prestazioni

ab –c <parallelismo> -n <#richieste> URL

nota bene: necessario definire un workload, data set, etc…

apachectl

script per controllare start/stop/restart

htpasswd

per generare e modificare file di autenticazione di apache

htpasswd –c <filepasswd> <username>

187


Configurazione di apache

File conf/httpd.conf

3 sezioni fondamentali

impostazioni globali

impostazioni del server di default

impostazioni dei virtual server

188


Impostazioni globali - 1

ServerRoot

top level directory per i file di configurazione

PidFile

file dove si memorizza il PID del server (per apachectl)

Timeout

Parametri per connessioni persistenti

Keepalive

MaxKeepAliveRequests (dopo un certo numero si forza la chiusura della connessioe)

KeepAliveTimeout

189


Impostazioni globali - 2

Listen

porta su cui ascolta

Load Module

caricamento moduli esterni (ad esempio PHP, etc.)

User, Group

utente usato da Apache, sconsigliato di usare privilegi da superutente

190


Impostazioni del server di default

ServerName DocumentRoot <Directory> </Directory> contenitore di setting per directory

<Location> </Location> contenitore di setting per URL

Opzioni possibili (alcune) Includes (abilita SSI) FollowSymLinks (link simbolici su fileystem, problemi di sicurezza) ExecCGI (permette esecuzione di programmi) AllowOverride (permette uso di file .htaccess per cambiare

impostazioni) Allow, Deny (sequenza di accesso filtrato)

191


Gestione della richiesta - 1

Post-read request

estratti i campi principali della richiesta HTTP e inizializzate le strutture dati

URI Translation

conversione da URI a risorsa (file, risorsa dinamica, documento generato da modulo interno)

Direttive Alias, ScriptAlias, DocumentRoot

Moduli mod_rewrite

192



Header parsing

Access control

identificazione locazione provenienza richiesta

Authentication

identificazione del client

Authorization

applicazione della policy di accesso per dato utente e data risorsa

193



MIME-type checking

identificazione tipo MIME del documento richiesto

associazione estensione-MIME-Type

Fixup

aggiunte di moduli

Response

costruzione della risposta

Logging

Cleanup

194


Gestione delle access-list

Nel file di configurazione: AllowOverride permette di ridefinire le modalità di accesso

secondo il file .htaccess presente nella directory

può essere usato per limitare la configurabilità

Con htpasswd si può creare un file .htpasswd di password crittate

Nel file .htaccess di una directory si specifica AuthType Basic (autenticazione con password)

AuthName xxxx (“realm” di autenticazione)

AuthUserFile, AuthGroupFile (file di password)

Require {valid-user| user <user> | group <group>}

195


Un esempio:

In httpd.conf per la directory secret

AllowOverrideAuthconfig

Nel file secret/.htaccess

AuthType Basic

AuthName “Test”

AuthUserFile /htdocs/htpasswd

AuthGroupFile /htdocs/htgroups

Require group secretGroup

Nel file htgroups:

secretGroup: vitsca

Nel file htpasswd

vitsca:hLNwBBd3GiEsA

196


Commenti sulla configurabilità

L‟amministratore del Web Server può decidere di lasciare ad ogni utente la possibilità di definire la propria politica di accesso

introducendo la direttiva AllowOverride nella directory

Questo significa che il server quando ha tradotto la URL in filename, inizia un directory walk che porta alla risorsa ed alla determinazione delle politiche di accesso (top-down)

questo implica un notevole overhead, e quindi l‟amministratore può decidere di non inserire AllowOverride se non necessario

197


Generazione e trasmissione della risposta - 1

Apache ha una collezione di handler interni che gestiscono la risposta

assegnato sulla base della estensione del file fornito

Tra gli handler built-in

default-handler: file html

cgi-script: invoca il file come file CGI (.cgi)

server-parsed: server-side include (.shtml)

La configurazione di Apache detta anche il tipo (MIMEtype) del file restituito sulla base della estensione. Esempi

file .html (oppure .htm) vengono restituiti come text/html file .txt vengono restituiti come text/plain file .gif vengono restituiti come image/gif etc-

MIMEtype importante per il triggering degli helper lato client

198


Generazione e trasmissione della risposta - 2

In aggiunta al tipo MIME, si aggiungono

Encoding: compressione dei file

definiti da estensioni addizionali .z .Z .zip

Varianti di linguaggio:

.it .fr etc.

Quindi un file che si chiami

index.en.html.Z corrisponde ad un file compresso in HTML scritto in lingua inglese

Altre possibilità della configurazione

quelle di includere informazioni relative alla validità temporale della risorsa

sapendo che una risorsa cambia spesso (o a orari fissati) questo permette di fissare la validità della copia trasmessa per il caching lato client

199




Introduzione al World Wide Web


200


Una indagine interna201

• Chi di voi ha già visto questi loghi ?

• Chi di voi ha già utilizzato i servizi che offrono ?


Obiettivi202

• Analizzare il fenomeno del cosiddetto“Web 2.0”

• Valutarne gli effetti nel campo della cosiddetta “Editoria Online”


Cos‟è il Web 2.0 ?203

La prima definizione di Tim O‟ Reilly (2004):

• “Il Web 2.0 è la Rete come piattaforma. Le applicazioni Web 2.0 permettono di ottenere i vantaggi intrinseci della piattaforma fornendo il software come un servizio in continuo aggiornamento che migliora più le persone lo utilizzano …”

• “… Le applicazioni Web 2.0 mescolano i dati da sorgenti multiple, tra cui gli utenti. Essi forniscono i propri contenuti e servizi in modo da permetterne il riutilizzo da parte di altri utenti, creando così un’architettura della partecipazione”


Cos‟è il Web 2.0 ?204

I Concetti racchiusi nella definizione:

• Rete come Piattaforma

• Software come Servizio

• Utilizzo dei Dati Da Sorgenti Multiple

• Gli Utenti Producono i Contenuti

• Partecipazione

• NO Copyright ma

• Creative Commons come concetto di copyright “flessibile”


Cosa c‟è dietro ?205

• Blog

• Feed RSS

• Social Network

• Social Bookmark


Nuove figure professionali206

Nuove figure professionali si affacciano nel campo dell‟editoria. Ad esempio:

La Figura Professionale del Newsmaster:

• Selezionare

• Aggregare

• Filtrare

• Escludere

• Identificare

Storie e Notizie Per il Pubblico di Riferimento


Gli effetti sul mercato207

Aumento della Pubblicità Online

Due Tipologie di Pubblicità su InterNet:

• Pubblicità Tabellare (Banner, Pop-up)

• Pubblicità Contestuale (Google AdSense)


Gli effetti sul mercato208

Social Media Marketing

Il Marketing Tradizionale Tende

a “Distrarre”

Anche i politici usano blog come

mezzo di promozione della

propria immagine

Che Cos‟è?

• Promuovere usando i Social Network

• E‟ Basato sulla Conversazione


Complimenti …

209

… per la resistenza e …

Grazie per l‟attenzione !!!

Vuoi Saperne di Più? Vuoi Rivedere la Presentazione? Vai su:

Prof. Giuseppe [email protected]

Prof. Vittorio [email protected]

Ing. Francesco [email protected]

Dott. Gaetano [email protected]

www.slideshare.net


mailto:[email protected]







Alcune considerazioni

210

La privacy: tramite la rete si offre accesso ad informazioni che possono

essere personali anche il solo usare la rete diffonde alcune informazioni su di

noi

Si rende necessario: una reinterpretazione del concetto di privacy un controllo strutturale sull‟accesso alle informazioni personali

(Il grande fratello di Orwell)


211


La security:

effettuare transazioni sulla rete non è sicuro

informazioni (quali numero di carta di credito etc.) possono essere “origliate”

si rende necessario usare strumenti di crittografia (adesso sempre più diffusi) che danno una elevata sicurezza alle transazioni e scambi di informazioni


212


La safety:

“Su InterNet ci sono i pedofili”

La risposta (provocatoria!)

“Ce ne sono di più che usano il telefono!”

InterNet è uno strumento di comunicazione

Ha proprie regole e proprie caratteristiche

… che devono essere imparate ed assimilate!


Cattaneo Avellino12112008

Technology

Transcript of Cattaneo Avellino12112008