Le reti di calcolatori - DEI - Università degli Studi di Padova

Università degli Studi di Padova 

Dipartimento di Scienze Storiche, 

Geografiche e dell’Antichità 

Fondamenti di Informatica 

A.A. 2012/2013 

Giorgio Maria Di Nunzio 

Reti P2P 

Ä Reti di calcolatori 

Ä Modelli di comunicazione 

Ä Reti P2P 

Le reti di calcolatori 

q Perchè utilizzare reti di calcolatori 

m Condivisione di risorse sia software che hardware 

m Miglioramento dell’affidabilità del sistema 

m Comunicazione tra utenti in forma sincrona e asincrona 

m Pubblicazione di risorse informative 

q Quali sono dei possibili parametri per caratterizzare le reti di 

calcolatori 

m Tipologia di connessione 

m L’estensione della rete 

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Sistemi di comunicazione 

q La comunicazione è il processo attraverso il quale due soggetti si 

scambiano informazione sotto forma di messaggi: 

m Sorgente (dell’informazione) 

m Trasmettitore 

m Canale di trasmissione 

m Ricevitore 

m Destinatario 

Sorgente 

Canale di trasmissione 

trasmettitore ricevitore 


Sistemi di comunicazione 

Destinatario 

q Il canale di trasmissione è soggetto a disturbi di vario genere 

m Rumore 

q L’effetto del rumore è quello di interferire con il messaggio 

originale. Al ricevitore arriveranno messaggi “distorti”. 

q Il problema fondamentale della trasmissione è quello di 

ricostruire correttamente il segnale inviato a partire dal segnale 

ricevuto. 


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Modelli di architettura di rete 

q Senza un canale la trasmissione dei segnali non è possibile 



q Perchè la comunicazione si realizzi, occorre che i diversi 

dispositivi condividano le regole con cui i segnali devono essere 

interpretati . 

m Protocolli 

Mi senti? 


I don’t 

understant? 

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Protocollo 

applicativo 

Protocollo di 

trasmissione 



Processo 

del client 

Canale di trasmissione 

Il modello client/server 

Client Server 

Richiesta 

Risposta 

Protocollo 

applicativo 

Protocollo di 

trasmissione 

Processo del 

server 

Rete 

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Il Modello Client-Server 

q Vantaggi 

m la “centralizzazione” permette la localizzazione dei file rapidamente ed 

efficaciemente. Dal momento che il server mantiene aggiornato l'indice 

delle risorse condivise dai client, i file che gli utenti trovano attraverso le 

loro ricerche sono immediatamente pronti per essere scaricati. Nonostante 

un'architettura centralizzata sia efficiente. 

q Svantaggi 

m Il sistema ha un singolo punto di ingresso. 

q Modello gerarchico, dovuto a 

m Chi fornisce un servizio 

m Chi richiede un servizio 


Peer-to-peer (P2P) 

q Detto semplicemente il peer to peer e' la condivisione di risorse e di servizi tra 

computer. 

q Queste risorse e questi servizi comprendono scambio di informazioni, cicli di 

computazione, spazio su disco per i file. 

q Una rete peer to peer sfrutta la potenza di calcolo dei client connessi ad essa. 


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P2P - introduzione 

q Grazie al modello P2P, i computer possono comunicare e condividere i file e 

altre risorse, senza di passare attraverso un server centralizzato. 

q Ciascun computer (peer, o nodo) e' responsabile del passaggio dei dati alle 

altre macchine. 

q In una architettura peer to peer i computer che sono stati tradizionalmente 

usati solo come client comunicano tra di loro e possono agire sia da client che 

da server, assumendo un ruolo che e' molto efficiente per la rete. Questo 

riduce notevolmente il carico sui server. 

q Modello non gerarchico 

m Tutti i partecipanti alla rete p2p sono alla “pari”. 

n Tutti forniscono un servizio 

n Tutti richiedono un servizio 


Vantaggi e svantaggi 

q Non è necessario acquistare un server con potenzialità elevate 

m ogni computer deve avere i requisiti per sostenere l'utente in locale e in 

rete; 

q Ogni utente condivide localmente le proprie risorse ed è 

amministratore dei propri dati che vengono condivisi 

m “indipendenza”? 

m “responsabilità”? 

q La velocità media di trasmissione dei dati può essere più elevata 

di una classica rete con sistema Client-ServerServer 

m l'informazione richiesta da un Client può essere reperita da numerosi 

Client connessi nella rete p2p, anziché da un unico server 


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P2P - funzionalità 

q Attraverso un client gli utenti si connettono alla rete P2P. 

q Dopo la connessione, ha inizio la comunicazione tra i nodi che 

avviene tramite uno scambio di messaggi. 

I messaggi servono a: 

m segnalare la propria presenza sulla rete 

m chiedere una o piu' risorse 

m servire la richiesta di una o piu' risorse 

m trasferire le risorse 

q Problemi legati alla ricerca dei dati su una rete P2P 

m A chi chiedo i dati che mi occorrono? 


Topologia, risorse, messaggi 

q La topologia della rete, che definisce come i nodi sono connessi tra di loro. 

m Adottando una topologia più centralizzata (client-server) si incrementa l'efficienza 

della rete, ma si restringe l'autonomia dei nodi. 

q La distribuzione delle risorse, che definisce come i dati sono distribuiti nella 

rete di utenti. 

m Ciascun nodo mantiene i propri dati. 

m Alcuni nodi mantengono la maggior parte dei dati (super-peer) 

q La gestione dei messaggi, che definisce come i messaggi sono propagati 

attraverso la rete. 

m Quando un nodo effettua una richiesta, il messaggio di richiesta viene spedito ad 

un certo numero di nodi "vicini" (corrispondente al numero di nodi con il quale e' 

connesso). 

m Quando e come i messaggi sono spediti dipende dal protocollo di routing. Spesso il 

protocollo di routing trae vantaggio a seconda della topologia di rete e dalla 

distribuzione delle risorse per ridurre il numero di messaggi spediti. 


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Connessioni 

q Un'aspetto fondamentale in una rete peer to peer per comprendere come 

avviene la ricerca di una risorsa e' quello di distinguere le diverse connessioni 

che si stabiliscono tra i nodi della rete. 

q Esistono due diverse connessioni tra i nodi: 

m Le connessioni strutturali definiscono gli archi che collegano i nodi di una rete. 

Queste connessioni servono al routing dei messaggi, cioe' a stabilire quale 

percorso devono seguire i messaggi. 

m Le connessioni dirette servono invece a connettere due nodi per il tempo 

necessario al trasferimento della risorsa. In genere vengono gestite al di fuori della 

rete. I messaggi spediti contengono l'indirizzo IP del nodo mittente e la risorsa 

richiesta dal nodo destinatario. 

q A seconda della connessione che si stabilisce tra i nodi vengono spediti e 

ricevuti diversi messaggi. 


Napster 


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q 1 ° generazione di client: 

Napster 

m Napster (1999) è stata la prima e originale applicazione che 

pubblicizzato il concetto di p2p a milioni di persone. 

m Il modello Napster è stato un modello molto semplice e molto funzionale. 

Napster (la società) ha ospitato un server centrale che indicizzava tutti i 

file che ogni utente ha avuto in Napster. 

m Quando si voleva trovare un determinato file, si doveva semplicemente 

fare “Napster search”. Il processo di ricerca semplicemente chiedeva al 

server centrale: “Qualcuno ha questo file?“. Il server centrale esaminava il 

suo elenco di file conosciuti e forniva la posizione internet degli altri utenti 

che avevano il file. 


q 2 ° generazione di client 

Gnutella 

m Gnutella (2000) è stata la secondo grande rete apparsa nel mondo p2p. 

m Dopo la scomparsa di Napster, i creatori di Gnutella hanno voluto creare una 

rete decentralizzata che non potesse essere spenta semplicemente 

disattivando un server. Nel senso più elementare, Gnutella ha lavorato 

collegando gli utenti ad altri utenti direttamente (senza l’utilizzo di qualsiasi 

server centrale). 

m Al fine di cercare un file, era come chiedere a tutti gli utenti collegati “avete 

questo file?“. Che a loro volta facevano passare il messaggio a tutte le 

persone che a loro erano connesse. In fondo, è stato un grandissimo sistema 

di “passaparola“. 

m Il vantaggio principale di questa rete è stato che non poteva essere 

facilmente chiusa. Gli svantaggi sono stati molti, tra cui le lentissime ricerche 

e le isole di sotto-reti (utenti cioè non collegati gli uni agli altri). 


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q 3 ° generazione di client 

KaZaA 

m La rete FastTrack è stata forse la rete più famosa di questa generazione. 

KaZaA (Grokster e Morpheus) sono i nomi dei vari client che si 

connettevano alla rete FastTrack. Nasce nel marzo 2001 (Napster chiude 

nel luglio 2001). 

m Ciò significa che gli utenti di uno qualsiasi di tali client aveva accesso ai 

medesimi file. La rete FastTrack aggiunse una serie di miglioramenti per 

le reti P2P, tra cui supernodi. Questi miglioramenti hanno contribuito alla 

velocità sia delle ricerche che a quelle del download. 


q Luglio 2001 

BitTorrent 

q http://mozy.com/infographics/a-history-of-bittorrent/ 


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A livello legale? 

q Prima del 1992 

m la condotta di duplicazione ai fini di lucro dei predetti programmi non era 

prevista dalla legge come reato 

q Legge n. 518 del 1992 - che ha disciplinato in sede penale la tutela dei 

programmi per elaboratore elettronico: 

m “Chiunque abusivamente duplica a fini di lucro, programmi per elaboratore o, 

ai medesimi fini e sapendo o avendo motivo di sapere che si tratta di copie 

non autorizzate, importa, distribuisce, vende, detiene a scopo commerciale o 

concede in locazione medesimi programmi, è soggetto alle pena della 

reclusione da […]” 

q Modifiche nel 2000: 

m Chiunque abusivamente duplica, per trarne profitto, programmi per elaboratore 

o ai medesimi fini importa, distribuisce, vende, detiene a scopo commerciale o 

imprenditoriale o concede in locazione programmi contenuti in supporti non 

contrassegnati dalla Società Italiana degli autori ed editori (SIAE) è soggetto 

alla pena della reclusione da sei mesi a tre anni e della multa da 


Legge Pisanu antiterrorismo (155/05) 

q I titolari degli Internet point dovranno "memorizzare e mantenere i dati relativi 

alla data ed ora della comunicazione ed alla tipologia del servizio utilizzato, 

abbinabili univocamente al terminale utilizzato dall'utente, esclusi comunque i 

contenuti delle comunicazioni". 

m a) i titolari o gestori di un esercizio pubblico o di un circolo privato di qualsiasi specie nel 

quale sono poste a disposizione del pubblico, dei clienti o dei soci, apparecchi terminali 

utilizzabili per le comunicazioni, anche telematiche (Art. 1, punto 1, D.M. 16 agosto 

2005). In pratica si tratterebbe prevalentemente dei gestori di internet point. 

m b) coloro che gestiscono terminali self service o postazioni internet non custodite (Art. 3, 

punto 1, D.M. 16 agosto 2005) 

m c) i fornitori di accesso ad Internet tramite i c.d. "hotspot wi-fi" ovvero le postazioni 

wireless situate in aree a pubblica frequentazione (art 4 D.M. 16 agosto 2005). 

q Secondo il Decreto approvato a fine 2005, tutto, a parte il contenuto della 

comunicazione, andava conservato fino a dicembre 2007 

m poi prorogato a dicembre 2008. 

m Ma ora la scadenza è stata spostata al 31 dicembre 2009. 


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Il processo contro Pirate Bay (marzo 2009) 

q I siti torrent, come appunto The Pirate Bay, giustificano la loro possibilità di 

esistere affermando che non violerebbero alcuna legge, poiché, a differenza di 

altre tecnologie Peer-to-Peer (come ad esempio eMule, Limewire e 

Shareaza), i dati da loro ospitati sono solo delle chiavi utili per rintracciare i file 

condivisi all'interno di migliaia di macchine collegate sulla rete Internet. 

q È su questa distinzione che la difesa di The Pirate Bay ha basato la sua 

estraneità alla pirateria, essendo il sito solo un motore di ricerca, un Torrent 

Finder per l'appunto, come Google, Yahoo o MSN Search. Se si estendesse il 

reato anche a tali siti, il sistema su cui funziona il World Wide Web potrebbe 

uscirne fortemente ridimensionato e in parte illegale. 

q http://www.pcworld.it/showPage.php?id=8611&template=attualita 

q http://punto-informatico.it/2565278/PI/News/processo-alla-baia-parola-alladifesa.aspx 


VOIP 

q Voice over IP (Voce tramite protocollo Internet), acronimo VoIP, 

è una tecnologia che rende possibile effettuare una 

conversazione telefonica sfruttando una connessione internet o 

un'altra rete dedicata che utilizza il protocollo IP, anziché passare 

attraverso la normale linea di trasmissione telefonica. 

q Ciò consente di eliminare le relative centrali di commutazione e 

di economizzare sulla larghezza occupata. 

m Vengono instradati sulla rete pacchetti di dati contenenti le informazioni 

vocali, codificati in forma digitale, e ciò solo nel momento in cui è 

necessario, cioè quando uno degli utenti collegati sta parlando. 


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VOIP - vantaggi 

q Fra gli altri vantaggi rispetto alla telefonia tradizionale si annoverano: 

m minore costo per chiamata, specialmente su lunghe distanze; 

m minori costi delle infrastrutture: quando si è resa disponibile una rete IP 

nessun'altra infrastruttura è richiesta; 

m nuove funzionalità avanzate; 

m l'implementazione di future opzioni non richiederà la sostituzione dell‘hardware 

q Le conversazioni VoIP non devono necessariamente viaggiare su internet, ma 

possono anche usare come mezzo trasmissivo una qualsiasi rete privata 

basata sul protocollo IP, per esempio una LAN all'interno di un edificio o di un 

gruppo di edifici. 

q I protocolli usati per codificare e trasmettere le conversazioni VoIP sono 

solitamente denominati Voice over IP protocols. 


VOIP - problemi 

q Le reti IP non dispongono di per sé di alcun meccanismo in grado di garantire che i 

pacchetti di dati vengano ricevuti nello stesso ordine in cui vengono trasmessi, né 

alcuna garanzia relativa in generale alla qualità del servizio. 

q Le attuali applicazioni nel mondo reale della telefonia VOIP si trovano a dover 

affrontare problematiche legate a problemi di 

m Integrità dei dati (prevenire perdite e danneggiamenti delle informazioni contenute nei 

pacchetti), e di 

m latenza (sostanzialmente si deve ridurre il tempo di transito e di elaborazione dei dati durante 

le conversazioni). 

q Il problema di fondo della tecnologia VOIP è 

m la corretta ricostruzione dei pacchetti di dati ricevuti, 

m tenuto conto del fatto che durante la trasmissione può cambiare la sequenza dei pacchetti 

m e che alcuni pacchetti possono aver subito perdite o danneggiamenti delle informazioni 

contenute, 

m e assicurare così che il flusso audio mantenga la corretta coerenza temporale, 

m e mantenere il tempo di latenza dei pacchetti sufficientemente basso, in modo che l'utente 

non debba aspettare troppo tempo prima di ricevere le risposte durante le conversazione. 


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Skype – VOIP & P2P 

q Skype funziona sostanzialmente in due modalità: 

m Peer-to-peer, permette di effettuare telefonate completamente gratuite, 

funziona solamente se sia il mittente che il destinatario sono collegati a 

internet e sono connessi tramite il client Skype. 

m Disconnesso, permette di poter effettuare telefonate ad utenze telefoniche 

(fisse o mobili) di utenti non collegati tramite computer. In questa modalità 

a pagamento, il cui nome commerciale è SkypeOut, la comunicazione 

corre via Internet fino alla nazione del destinatario, dove viene instradata 

sulla normale rete telefonica del Paese. 


IPTV & P2PTV 

q IPTV (Internet Protocol Television) descrive un sistema atto a utilizzare il 

protocollo IP per veicolare contenuti televisivi in formato digitale attraverso 

connessione internet a banda larga. 

m Spesso la fruizione dei contenuti televisivi è offerta in modalità Video on Demand 

ed abbinata all'accesso al Web ed al VOIP, poiché questi tre servizi condividono la 

stessa infrastruttura. 

q Per i prossimi anni molti si attendono che l'IPTV avrà una forte diffusione, di 

pari passo con la disponibilità della banda larga. 

m L'interesse degli utenti finali è ulteriormente spinto dalla sempre maggiore 

disponibilità di contenuti sia a pagamento che gratuiti. 

q Con il termine P2PTV (peer-to-peer television) si fa riferimento alle 

applicazioni software progettate per distribuire flussi video su una rete P2P. 

m Le potenzialità di questi software sono enormi dal momento che, in teoria, sarebbe 

possibile mandare in onda qualsiasi canale televisivo a livello globale. 


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