Internet: che che cos’è e come funziona

Una descrizione pratica di Internet

Internet rappresenta una specifica rete di calcolatori (che probabilmente molti lettori già conoscono), come principale veicolo per discutere i protocolli per il networking. Ma cos’è Internet? Ci piacerebbe riuscire a definire Internet in una sola frase e in pochi righi, ovvero una definizione che potreste acquisire e condividere con i vostri familiari o amici. Ma, ahimè, Internet è molto complessa, sia in termini dei suoi componenti hardware e software, sia nei servizi che fornisce.

Quindi, invece di fornire una definizione racchiusa in una sola frase, tentiamo un approccio descrittivo. Si può procedere in due modi. Il primo è descrivere praticamente Internet, cioè l’hardware di base e i componenti software che la costituiscono. Un secondo modo è descrivere Internet in termini di infrastrutture di rete che forniscono servizi ad applicazioni distribuite. Cominciamo con la descrizione più pratica.

Internet come rete di calcolatori

Internet è una rete di calcolatori che abbraccia il mondo, cioè una rete che collega tra loro milioni di unità di calcolo (calcolatori) sparse in tutto il globo. Molte di queste unità di calcolo sono PC tradizionali, stazioni di lavoro basate su Unix e i cosiddetti server che archiviano e inviano informazioni come pagine Web (WWW) e messaggi email. Sono in aumento anche le unità di calcolo non convenzionali, come PDA (Personal Digital Assistant), Web TV, calcolatori portatili, cercapersone e toaster, che vengono collegate a Internet. (I toaster non sono i soli dispositivi piuttosto insoliti che possono essere collegati a Internet; vedi Internet Home Appliance.) Nel gergo di Internet, tutti questi dispositivi sono chiamati host o end System (terminali). Nel gennaio 2002 i terminali che usavano Internet erano da 100 a 500 milioni, e il loro numero continua a crescere esponenzialmente.

I terminali sono collegati tra loro attraverso link di comunicazione, infatti esistono differenti tipi di link di comunicazione, che sono costituiti da diversi tipi di mezzi trasmissivi, compresi cavi coassiali, cavi di rame, fibre ottiche e onde radio. Diversi link possono trasmettere dati a differenti velocità. La velocità di trasmissione di un link è spesso detta larghezza di banda del link e di solito si misura in bit/secondo. Normalmente i terminali non sono collegati direttamente fra loro attraverso un singolo link di comunicazione. Essi sono collegati indirettamente attraverso dispositivi di commutazione detti router. Un router preleva un “pezzo” delle informazioni che arrivano su uno dei suoi link di comunicazione in ingresso e lo reindirizza a uno dei suoi link di comunicazione in uscita. Nel gergo del computer networking il “pezzo” di informazioni è chiamato pacchetto. L’itinerario compiuto dal pacchetto a partire dal terminale di origine, attraverso una serie di link di comunicazione e router, fino al terminale ricevente è conosciuto come cammino (route) o percorso (path) attraverso la rete. Piuttosto di fornire un percorso dedicato fra terminali in comunicazione tra loro. Internet usa una tecnica conosciuta come commutazione di pacchetto (packet switching) che permette a più terminali di condividere un cammino, o parte di un cammino. I primi prototipi di reti a commutazione di pacchetto, creati negli anni ‘70, costituiscono gli antenati dell’attuale Internet.

I terminali accedono a Internet attraverso gli Internet Service Providers (ISP) che includono gli ISP per utenza residenziale, quali AOL o MSN, gli ISP universitari, quale quello dell’Università di Stanford, e gli ISP aziendali, quale per esempio quello della Ford Motor Company. Ogni ISP è una rete di router e di link di comunicazione. I diversi ISP forniscono ai terminali una varietà di differenti tipi di accesso alla rete, incluso l’accesso via modem a 56 kbit/s, l’accesso residenziale a larga banda come il modem via cavo o il DSL, l’accesso via LAN ad alta velocità e l’accesso wireless. Gli ISP consentono l’accesso a Internet anche ai fornitori di contenuti, connettendo direttamente a Internet i siti Web.

Per permettere la comunicazione tra gli utenti di Internet e per permettere agli utenti di accedere ai contenuti di Internet sparsi per il mondo, questi ISP di livello inferiore sono interconnessi attraverso ISP nazionali e internazionali di livello superiore, quali UUNet e Sprint.

Un ISP di livello superiore consiste in router ad alta velocità interconnessi mediante link ad alta velocità in fibra ottica. La rete di ogni ISP, di livello sia superiore sia inferiore, è gestita indipendentemente, impiega il protocollo IP e aderisce a determinate convenzioni di nomenclatura e indirizzamento. I terminali, così come molti altri “pezzi” di Internet, eseguono protocolli che controllano l’invio e la ricezione di informazioni all’interno di Internet. Due dei più importanti protocolli di Internet sono il TCP (Transmission Control Protocol, protocollo di controllo della trasmissione) e TIP (Internet Protocol, protocollo Internet). Il protocollo IP specifica il formato dei pacchetti che sono scambiati fra router e fra terminali.

I due protocolli principali di Internet sono conosciuti collettivamente come TCP/IP. Vedremo i dettagli sui protocolli in questo capitolo introduttivo; ma sarà solo un punto di partenza, gran parte di questo volume è infatti dedicato ai protocolli per reti di calcolatori.

Internet (la rete di reti globale trattata sopra) è la rete cui ci si riferisce normalmente parlando di Internet. Esistono anche molte reti private, come quelle di alcune società o quelle governative, i cui host non possono scambiare messaggi con gli host esterni alla rete privata, a meno che i messaggi non possano attraversare i cosiddetti firewall che servono a selezionare il traffico da e verso la rete. A queste reti private ci si riferisce di solito come Intranet, poiché usano gli stessi tipi di host, router, link, protocolli e standard di Internet pubblica.

A livello tecnico e di sviluppo. Internet è resa possibile dalla creazione, prova e implementazione degli Internet standard. Questi standard sono sviluppati dall’Internet Engineering Task Force (IETF). I documenti degli standard IETF sono chiamati RFC (Request for Comments, richieste di osservazioni). Le RFC iniziarono come richieste generali di osservazioni (da qui il nome) atte a risolvere problemi di architettura che dovevano essere affrontati con i precursori di Internet. Le RFC, da standard non formalizzati si sono evolute al punto da essere considerate veri standard. Le RFC tendono a essere molto tecniche e dettagliate: definiscono protocolli come TCP, IP, HTTP (per il Web) e SMTP (per la posta elettronica). Esistono più di 3000 differenti RFC.

Internet e descrizione del servizio

Il paragrafo precedente ha identificato molti dei pezzi che costituiscono Internet. Lasciamo ora la descrizione pratica e orientiamoci su una visione orientata ai servizi.

• Internet permette la distribuzione delle applicazioni che girano sui suoi terminali per scambiare dati fra le diverse unità. Queste applicazioni comprendono login remoti, posta elettronica, navigazione Web, messaggistica in tempo reale, streaming audio e video, telefonia in Internet, giochi fra più componenti, condivisione di file peer-to-peer (P2P) e molto, molto altro. Occorre enfatizzare che il Web non è una rete separata, ma è proprio una delle molte applicazioni distribuite che usano il servizio di comunicazione fornito da Internet.
• Internet fornisce due servizi per le applicazioni da esso distribuite: un servizio orientato alla connessione e un servizio senza connessione. Il servizio orientato alla connessione garantisce che i dati trasmessi saranno consegnati al destinatario nello loro integrità e interezza. Il servizio inaffidabile senza connessione non dà alcuna garanzia circa l’eventuale consegna. Tipicamente un’applicazione distribuita usa l’uno o l’altro di questi servizi e non entrambi.
• Attualmente, Internet non fornisce alcun servizio che dia garanzie sul tempo richiesto per spedire i dati dal mittente al destinatario. Eccetto il caso in cui otteniate un aumento della velocità di collegamento dal vostro Service provider, di solito non c’è modo di avere un miglior servizio (per esempio, ritardo limitato) pagando di più: uno stato di cose che alcuni (soprattutto americani) trovano bizzarro. Nel Capitolo 6 esamineremo la situazione attuale della ricerca in Internet finalizzata a risolvere questo problema.

Questa seconda descrizione di Internet, in termini di servizi che essa fornisce ad applicazioni distribuite, non è convenzionale, ma davvero molto importante. Infine, il sempre più progredire della componentistica di Internet è stato guidato dalla necessità di nuove applicazioni, dunque è necessario ricordare che Internet è un’infrastruttura in cui nuove applicazioni sono continuamente inventate, sviluppate, aggiornate, perfezionate o anche eliminate definitivamente perchè non più necessarie.