Applicazioni Internet e HTTP

Applicazioni Internet

• Le applicazioni Internet utilizzano un protocollo di livello applicazione, un protocollo di trasporto e un livello di rete sottostante.
• Esempi di applicazioni Internet:
  • Posta elettronica, utilizza SMTP [RFC 2821] e TCP
  • Accesso a terminali remoti, utilizza Telnet [RFC 854] e TCP
  • Web, utilizza HTTP [RFC 2616] e TCP
  • Trasferimento file, utilizza FTP [RFC 959] e TCP
  • Multimedia in streaming, utilizza HTTP (es.YouTube) con TCP o UDP e RTP [RFC 1889]
  • Telefonia Internet, utilizza SIP, RTP e protocolli proprietari (es.Skype) e solitamente UDP

Il Web e HTTP

• Tim Berners-Lee ha inventato il World Wide Web e ha receivedo l'ACM Turing Award.
• Gli utenti cercano di accedere a un sito web tramite DNS e HTTP.

HTTP e Cache

• Obiettivo del supporto HTTP per le cache: non inviare un oggetto se la cache ha una copia aggiornata dell'oggetto.
• La cache specifica la data della copia dell'oggetto nella richiesta HTTP tramite "If-modified-since".
• Il server non invia l'oggetto se la copia nella cache è aggiornata, con codice di stato HTTP/1.0 304 Not Modified.

HTTP/1.0 e HTTP/1.1

• HTTP/1.1 è una versione migliorata di HTTP/1.0, più efficiente e flessibile.
• HTTP/1.1 offre connessioni persistenti, ottimizzando le prestazioni.
• HTTP/1.1 supporta il pipelining delle richieste, consentendo di inviare più richieste su una singola connessione.

HTTP/2.0

• HTTP/2 è un'evoluzione di HTTP/1.1, focalizzato sulle prestazioni.
• HTTP/2 utilizza un'unica connessione per ogni sito web.
• HTTP/2 implementa Multiplexing, che consente di inviare più richieste simultaneamente su una singola connessione.

FTP

• FTP è un protocollo per il trasferimento di file tra client e server.
• FTP usa una connessione di controllo TCP "out-of-band" per i comandi e una connessione dati TCP per i trasferimenti di file.
• I comandi comuni di FTP: USER, PASS, LIST, RETR, STOR.
• I codici di ritorno comuni di FTP: 331, 125, 425, 452.

Posta elettronica

• La posta elettronica utilizza tre componenti principali: agente utente, server di posta e il protocollo SMTP.
• L'agente utente (o mail reader) permette di comporre, modificare e leggere i messaggi di posta elettronica.
• Il server di posta contiene le caselle di posta degli utenti e la coda di messaggi in uscita.
• SMTP [RFC 2821] usa TCP per trasferire i messaggi di posta elettronica dal client al server tramite la porta 25.
• SMTP utilizza un'interazione comando/risposta per il trasferimento dei messaggi.
• Il formato dei messaggi SMTP è ASCII a 7 bit.

DNS (Domain Name System)

• DNS è un sistema di mapping tra nomi di dominio (es. www.networkutopia.com) e indirizzi IP (es. 212.212.71.4).
• Quando un utente cerca di accedere a un sito web:
  • Query al server DNS locale
  • Il server DNS locale contatta il server TLD (Top Level Domain)
  • Il server TLD fornisce il record al server DNS locale
  • Il server DNS locale fornisce la risposta all'utente
  • L'utente può aprire una connessione HTTP al server web.

P2P (Peer-to-Peer)

• Architettura P2P pura:
  • Non esiste un server centrale sempre attivo.
  • I peer (nodi) si collegano direttamente tra loro.
  • Non è necessario che i peer siano sempre attivi o abbiano indirizzi IP stabili.
• Tre argomenti chiave delle reti P2P: distribuzione di file, ricerca informazioni, caso di studio: Skype.
• La distribuzione di file P2P è più efficiente rispetto al modello Server-Client, con un tempo di distribuzione di file minore.

Cloud Computing

• Il cloud computing offre servizi come storage, elaborazione e software tramite connessioni di rete.
• I principali modelli di cloud computing:
  • SaaS (Software as a Service): accesso a software tramite il cloud.
  • PaaS (Platform as a Service): accesso a piattaforme di sviluppo e runtime tramite il cloud.
  • IaaS (Infrastructure as a Service): accesso a infrastrutture hardware e software tramite il cloud.

Programmazione Socket

• Le socket sono interfacce di programmazione per la comunicazione tra programmi tramite una rete.
• La programmazione socket implica la creazione di un socket, il binding dell'indirizzo, l'ascolto di connessioni, la connessione a remote host, la comunicazione via socket, la chiusura del socket.

Distribuzione di file: server-client

• Il server invia in sequenza N copie del file F a tutti i client
• Il tempo necessario per la distribuzione del file è dato da NF/us, dove us è il bit rate di upload del server
• Il tempo impiegato da ciascun client per scaricare il file è F/di, dove di è il bit rate di download del client
• Il tempo totale per distribuire il file a N client usando l'approccio client/server è dcs = max { NF/us , F/min (di ) }
• Il tempo di distribuzione aumenta linearmente con il numero di peer

Distribuzione di file: P2P

• Il server deve inviare una sola copia del file nel tempo F/us
• Ogni client impiega un tempo F/di per scaricare il file
• È necessario scaricare un totale di NF bit per tutti i client
• Il tasso di upload più veloce è dato da us + i ui, dove ui è il bit rate di upload del i-esimo peer
• Il tempo totale per distribuire il file usando P2P è dato da dP2P = max { F/us , F/min(di ) , NF/(us + i ui) }

Confronto tra server-client e P2P: esempio

• Il tempo di distribuzione P2P è inferiore rispetto al tempo di distribuzione server-client quando il numero di peer è alto
• Questo perché P2P sfrutta la capacità di upload dei client e non dipende solo dal server

Distribuzione di file: BitTorrent

• BitTorrent è un sistema di distribuzione di file P2P
• Il file è diviso in parti di 256 kByte
• Quando un peer entra in un torrent, non possiede alcuna parte del file, ma le accumula nel tempo
• I peer possono entrare e uscire dal torrent a piacimento
• Una volta ottenuto l'intero file, un peer può lasciare il torrent (leech) o rimanere collegato (seeder)

BitTorrent (1)

• I peer si registrano su un tracker per ottenere la lista dei peers nel torrent
• I peer si collegano ad un sottoinsieme di peer vicini (neighbors)
• Mentre scaricano il file, i peer caricano le loro parti su altri peer

BitTorrent (2)

• I peer hanno diversi sottoinsiemi del file in un dato istante
• Un peer (Alice) chiede a ciascun vicino la lista dei chunk che possiede
• Alice invia richieste per i suoi chunk mancanti usando la tecnica rarest first
• Alice invia le sue parti ai 4 peer che le stanno inviando i chunk con la frequenza più alta (peer "non soffocati").
• Alice sceglie casualmente un altro peer ogni 30 secondi e inizia a inviargli chunk (optimistically unchoked).
• I "top 4" e il "nuovo entrato" non sono soffocati, mentre gli altri peer non ricevono nulla.

BitTorrent: occhio per occhio (tit for tat)

• Alice sceglie casualmente un peer (Bob) e diventa uno dei suoi 4 fornitori preferiti
• Bob, in cambio, diventa uno dei 4 fornitori preferiti di Alice
• La strategia "occhio per occhio" consente di trovare i partner migliori e ottenere il file più velocemente

P2P: ricerca di informazioni

• Un indice nei sistemi P2P è una Distributed Hash Table (DHT) che associa le informazioni alle loro posizioni negli host

File sharing (es.

• La distribuzione di file peer-to-peer può essere usata per condividere informazioni tra utenti, ad esempio musica, film, giochi, ed altri contenuti digitali

Questo quiz esplora le applicazioni Internet e il protocollo HTTP, coprendo i protocolli di trasporto e rete sottostanti. Scopri come la posta elettronica, il web e altri servizi utilizzano questi protocolli per funzionalità ottimali. Mettiti alla prova con domande sulla storia di Internet e sul funzionamento delle cache.