Cosa è Internet?

Internet è il più grande sistema ingegneristico distribuito mai costruito dall'uomo. Una infrastruttura che consente di fornire servizi di vari tipi, di comunicare e trasferire dati tra vari dispositivi collegati alla rete e non necessariamente alla stessa rete! Un mondo molto affascinante quanto pericoloso, composto da un insieme di calcolatori che inviano e ricevono "messaggi". Oggi giorno è l'applicazione, se così si può definire, che usiamo maggiormente per le motivazioni più disparate. Non ci siamo però mai posti la domanda: "Come è fatto l'Internet?". È forse questa una delle domande che più mi hanno stuzzicato durante gli studi.

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Internet viene anche definita come una Inter-rete, ovvero rappresenta una collezione di tante reti collegate tra loro attraverso dei ponti. I dispositivi collegati ad Internet sono anche chiamati host o anche detti sistemi periferici o ancora end systems, insomma molti nomi per identificare gli utenti che sono alle periferie della rete.

Cosa è una rete e come è fatta?

Una Rete, detta anche Network, è un sistema con vari "elementi" detti nodi collegati tra loro attraverso dei collegamenti, proprio a formare una rete simile a quella dei pescatori. Lo scambio di informazioni tra due o più dispositivi viene detta comunicazione e può essere sia locale o remota, la prima è anche detta diretta mentre la seconda indiretta.

Prima di introdurre pregi e difetti di ciascuna, dobbiamo definire cosa sono i collegamenti.
Ebbene i collegamenti sono dei canali dove vengono trasmessi flussi di bit tra un trasmettitore ed un ricevitore, come un fiume che dalla montagna da cui nasce arriva a valle, anche se il flusso di bit non è prettamente paragonabile al flusso dell'acqua di un fiume. Infatti una comunicazione in Internet può essere unidirezionale detta anche simplex, bidirezionale alternata detta anche half-duplex e infine bidirezionale detta full-duplex, come il flusso di traffico presente in una via a due carreggiate. Lo scambio di informazioni avviene attraverso una serie di passi successivi, o sequenziali, detto Protocollo; esso infatti definisce anche l'ordine dei messaggi ed il loro formato di modo che sia efficace riconoscerli. Ciò significa che facciamo bene a chiedere "pronto?" quando rispondiamo al telefono, perchè stiamo definendo inconsciamente un protocollo tra noi e l'interlocutore dall'altro lato della cornetta.
Tornando ai collegamenti, essi in particolare si suddividono in:

• punto-punto, ovvero un collegamento diretto tra mittente e destinatario, il che renderebbe meno efficiente l'intera infrastruttura; di fatti funzionerebbe con pochi host e per reti piccole.

• broadcast o anche detto multipunto ed è un collegamento con "tutti", ovvero si invia un messaggio e tutti lo ricevono; non so a quanti farebbe piacere sapere che il loro messaggio per la persona 'x' arrivi ad altre persone (in particolare a tutte quelle presenti sulla rete!).
  

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La comunicazione indiretta è quella adottata da Internet perchè crea delle reti "grandi" e molto economiche dove i messaggi che noi spediamo arrivano a dei dispositivi intermedi detti switch o anche nodi di commutazione, e questi ultimi collegano gli host tra loro e smistano il traffico dati. Questi dispositivi sono collegati tra loro a due a due, quindi possono essere collegati ad almeno due linee e purtroppo per ogni messaggio impiegano del tempo per elaborare e indirizzarlo al corretto utente: infatti essi scelgono qual'è la strada migliore per arrivare a destinazione. È come se dovessimo spedire un pacco ad un nostro caro amico attraverso l'agenzia postale. Lo switch possiamo paragonarlo al postino che prende il nostro pacco e sceglie la strada migliore (quella senza traffico possibilmente) per arrivare a destinazione. In particolare se molti richiedessero il servizio di posta e l'agenzia postale avesse solo quel postino si verrebbe a creare quello che comunemente viene chiamato collo di bottiglia, o bottleneck; ovvero assistiamo al povero postino che avendo troppi pacchi da dover consegnare si dà per malato e non effettua alcuna consegna. Questa è una similitudine, che trovo anche molto divertente, per spiegare il perchè ad esempio a capodanno la linea internet e quella dei cellulari è intasata. Proprio perchè questi picchi di traffico dati, o traffico di messaggi, intasano la rete provocandone l'indisponibilità del servizio.

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L'insieme degli switch forma una rete a commutazione che crea connessioni tra utenti diversi con risorse di rete condivise e la rete commuta tra un utente e l'altro. Per "spostare" i dati sulla rete vi sono due tecniche particolari:

1. commutazione di circuito, tecnica usata dalle compagnie telefoniche che assegnano in maniera eslusiva delle risorse ad un utente che le richiede (in particolare la banda ed il canale che vengono usati per chiamate, messaggi ecc.) fino alla chiusura delle comunicazioni con l'altro utente. Ciò risulta da un lato non conveniente da applicare in Internet in quanto è uno spreco di risorse, dall'altro lato invece le compagnie telefoniche applicano tariffe sul tempo d'uso delle risorse che occupiamo.
2. commutazione di pacchetto, tecnica usata in Internet che serve a dividere il messaggio in parti più piccole dette pacchetti, e tornando all'analogia con l'agenzia postale, vengono spediti con un francobollo detto etichetta, dove viene indicato il destinatario, il mittente e molte altre informazioni tra cui un numero progressivo che distingue i pacchi per come li si invia (primo pacco, secondo e così via); Differenza con l'agenzia postale è che se ad esempio i pacchi che noi consegniamo al postino compiono lo stesso tragitto e viaggiano tutti insieme, invece su Internet i pacchetti viaggiano su strade diverse e arrivano al destinatario anche in ordine diverso da cui li abbiamo spediti. Ad esempio supponendo di spedire i pacchi 1,2,3 al destinatario potranno arrivare i pacchi in ordine diverso da come li avevamo spediti ad esempio 2,3,1 e una volta ricevuti tutti, il destinatario li ordinerà secondo le etichette.
   
   

Come si classificano le reti?

Le reti si classificano principalmente in base alle dimensioni, all'area geografica che ricoprono e si suddividono in:

• LAN, sta per Local Area Network, sono identificate come reti private di aziende o abitative, ricoprono qualche chilometro.
• MAN, sta per Metropolitan Area Network, sono identificate come reti che coprono intere città grazie all'utilizzo delle antenne di un ente locale o operatori telefonici che hanno stipulato un contratto con l'amministrazione locale.
• WAN, sta per Wide Area Network, sono identificate come reti che riescono a coprire un intera regione se non una intera nazione e sono gestite dalle compagnie telefoniche.
  
  
  L'insieme delle tre tipologie da origine ad Internet, alla rete delle reti.
  

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Con questo per oggi si conclude l'articolo, spero sia stato interessante e gradevole alla lettura.Vi saluto augurandovi buona giornata e di seguito vi riporto la bibliografia:

• M. Al-Fares, A. Loukissas, A. Vahdat, "A Scalable, Commodity Data
  Center Network Architecture," Proc. 2008 ACM SIGCOMM;
• T. Berners-Lee, R. Cailliau, A. Luotonen, H. Frystyk Nielsen, A. Secret,
  “The World-Wide Web,” Communications of the ACM, Vol. 37, No. 8 (Aug. 1994);
• D. Bertsekas, R. Gallagher, Data Networks, 2nd Ed., Prentice Hall,
  Englewood Cliffs, NJ, 1991;