Transcript Internet e Web
Architettura del World Wide Web
Facoltà di Ingegneria Università di Roma “La Sapienza”
Gennaio 2001
Sintesi dei livelli di rete
•
Livelli di trasporto ed inferiori
(
Livelli 1-4
) – Connessione fisica – Trasmissione dei pacchetti (
IP
) – Affidabilità della comunicazione e della trasmissione dei messaggi (
TCP
) •
Livello applicativo
(
Livello 5
) 2
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Principali applicazioni Internet
• • • • •
Domain Name System Posta elettronica (SMTP) Login remoto (Telnet) Trasferimento file (FTP) World Wide Web Tutte usano il modello client/server
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Indice
•
Standard del WWW
– Identificativo
URL
– Linguaggio
HTML
– Protocollo
HTTP
• Client (browser) • Server (server Web) •
Ottimizzazioni del WWW
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Parte 1: Standard del WWW
Gennaio 2001
Ingredienti del WWW
• • •
Meccanismi di comunicazione e naming di Internet
– TCP/IP – DNS
Tre nuovi standard
– Sistema di indirizzamento delle risorse URL – Linguaggio HTML – Protocollo HTTP
Sistema client-server
– Client (Browser) – Server Web 6
Gennaio 2001
Risorse Web
•
Documenti
(detti anche
pagine
) –
testo
–
immagini
–
suoni
–
video
•
Risultati di esecuzioni
•
Programmi eseguibili
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Uniform Resource Locator (1)
Il sistema di indirizzamento delle risorse è basato su
Uniform Resource Locator
(
URL
), un meccanismo standard per fare riferimento a tutte le risorse presenti nel Web: –
pagine (testo, immagini, suoni, video, ...)
–
risultati di esecuzioni
–
programmi eseguibili
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Uniform Resource Locator (2)
schema :// host.domain / pathname http :// www.dis.uniroma1.it / docenti/orari/esami.html
• • •
schema
: indica il modo con cui accedere alla risorsa, cioè quale protocollo bisogna usare per interagire con il server che controlla la risorsa. Il metodo di accesso più comune è
HTTP
(protocollo nativo del WWW per il recupero di risorse Web)
host.domain
: è l’hostname del nodo nel quale risiede la risorsa Web.
pathname
: identifica la risorsa presso il server Web. In particolare, si specifica il cammino all’interno dell’organizzazione del file system dedicata alle risorse Web. Nel caso in cui il pathname non contenga alcun nome di file, si suppone che la pagina selezionata sia “index.html”.
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Naming di Internet e del Web INTERNET
DNS
WORLD WIDE WEB
URL Host Risorsa Web Hostname Valore URL
Così come host risorsa Web è un termine più ampio di computer, ha un significato più ampio di pagina HTML
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Ingredienti del WWW
• • •
Meccanismi di comunicazione e naming di Internet
– TCP/IP – DNS
Tre nuovi standard
– Sistema di indirizzamento delle risorse URL – Linguaggio HTML – Protocollo HTTP
Sistema client-server
– Client (Browser) – Server Web 11
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Concetto di Ipermedia
•
I documenti Web tipicamente contengono un insieme di
– testo – immagini – puntatori selezionabili ad altre risorse – (audio) – (video)
Ipermedia
•
Uso mediante “point-and-click”
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Documento Web
•
Una pagina è costituita da vari oggetti (testo, immagini binarie, …), detti
embedded objects
•
Ad ogni oggetto corrisponde un file
•
Caratteristiche del
testo tipico
:
– Rappresentazione in standard ASCII – Si specifica sia il contenuto sia la rappresentazione – Scritto nel
linguaggio di markup HTML
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Linguaggio di markup
Per permettere la corretta visualizzazione dell’informazione su qualsiasi piattaforma hardware connessa in rete è stato necessario definire un nuovo linguaggio di markup per la formattazione delle pagine: – Fornisce delle linee guida generali per la rappresentazione del contenuto.
– Non specifica esattamente il formato e la posizione del testo, lasciando ai browser la definizione dei dettagli.
Due browser potrebbero visualizzare lo stesso documento in modo differente.
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Linguaggio HTML
• Sebbene siano stati proposti modifiche ed altri standard
*
, a tutt’oggi
HyperText Markup Language
(HTML) rimane il “
linguaggio del Web
”. • La pagina HTML è un file di solo testo ASCII.
• Il testo è
free-format
. • Contenuto del testo e specifiche di formato sono inseriti nello stesso file.
* XML sembra essere il nuovo standard più promettente
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Istruzioni HTML
• La descrizione dei contenuti dell’ipertesto viene effettuata inserendo all’interno del testo stesso alcune istruzioni dette
marcatori
o
markup
o
tag
che producono le visualizzazioni e le azioni specificate.
• Le istruzioni HTML sono racchiuse tra parentesi angolari, nella forma
, e vengono terminate da un tag di chiusura nella forma
. Es.
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Schema di un documento HTML
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Tag àncora
• L’istruzione più innovativa dell’HTML è l’
àncora
delimitata dai tag
, in quanto tale elemento permette di trasformare un normale testo in ipertesto multimediale • Un àncora può far riferimento ad una sezione della stessa pagina oppure
ad una qualsiasi risorsa
(testuale, multimediale, eseguibile) presente sul Web, denotata mediante un
URL
che va inserito all’interno del tag àncora
HREF="http://www.uniroma1.it/studenti/erasmus.html
”
>
Programma Erasmus
• Il testo
Programma Erasmus
viene visualizzato in modo differente e risulta un link simbolico selezionabile via mouse 18
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Ingredienti del WWW
• • •
Meccanismi di comunicazione e naming di Internet
– TCP/IP – DNS
Tre nuovi standard
– Sistema di indirizzamento delle risorse URL – Linguaggio HTML – Protocollo HTTP
Sistema client-server
– Client (Browser) – Server Web 19
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Protocollo HTTP
•
HyperText Trasmission Protocol
(HTTP) è il protocollo che permette il reperimento delle risorse Web. • E’ un
protocollo applicativo
(5 ° livello) di richiesta/risposta basato tipicamente sulla suite di protocolli TCP/IP.
• Tutti i client e server Web devono supportare il protocollo HTTP per poter scambiare richieste e risposte.
Per questa ragione i
client
e i chiamati anche
client HTTP
e
server Web
sono
server HTTP
.
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Richiesta HTTP
• Una
richiesta HTTP
comprende un
metodo
, un
URL
, l’identificativo della
versione del protocollo HTTP
, ed un insieme di
extension header
.
• Il
metodo
specifica il tipo di operazione che il client richiede al server. Il metodo più comune è
GET
che serve per acquisire pagine Web.
• Gli
header
contengono informazioni addizionali, quali la data e l’ora della comunicazione, il tipo di software utilizzato dal client, i tipi di dato che il browser è in grado di visualizzare, per un totale di circa 50 tipi di header differenti.
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Risposta HTTP
• Una
risposta HTTP
comprende, oltre al contenuto della risorsa richiesta, un
header
contenente l’identificativo della versione del protocollo HTTP, il codice di stato, l’informazione di stato in forma testuale, ed un insieme di possibili altre informazioni di risposta.
• Se la pagina richiesta, oltre al testo HTML, contiene altri oggetti, ciascuno di essi sarà identificato da un URL differente, per cui
è necessario che il browser invii un esplicito messaggio di richiesta per ognuno degli elementi collegati alla pagina
.
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Alcuni codici di risposta
Esito OK, la risorsa è stata trovata e viene inviata Risorsa spostata Risorsa non modificata Richiesta non valida Richiesta di autenticazione Richiesta di pagamento Accesso vietato Risorsa non esistente Errore nel server Non implementato Gateway difettoso Servizio non disponibile
Codice numerico (
status code
) 200 Specifica testuale OK (
reason phrase
) 301 304 400 401 402 403 404 500 501 502 503 Moved permanently Not Modified Bad request Unauthorized Payment required Forbidden Not found Server error Not Implemented Bad Gateway Service Unavailable 23
Parte 2: Client WWW
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Client Web (Browser)
•
Il client Web è un’applicazione software che svolge il ruolo di interfaccia fra l’utente ed il WWW, mascherando la complessità di Internet.
•
Funzioni principali
– inviare opportuni messaggi al server Web per ottenere le risorse richieste – interpretare il codice ipertestuale HTML – elaborare il codice allo scopo di visualizzare in modo appropriato il contenuto delle pagine sullo schermo.
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Browser più diffusi
•
Netscape Navigator
•
Internet Explorer (Microsoft)
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Collegamento del client a Internet
Il browser per poter funzionare deve essere mandato in esecuzione: – o su di una macchina connessa fisicamente ad Internet e quindi con un indirizzo IP fissato, – oppure su di una macchina che può connettersi in modo remoto, per esempio tramite
modem
e
Internet Service Provider
(
ISP
), e a cui viene assegnato un indirizzo IP, possibilmente diverso, al momento di ciascuna connessione.
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Componenti di un browser
Input da mouse e tastiera
Interprete HTML Controller Client Http Altro interprete (
plug-in
) Client Http Interfaccia di rete
Comunicazioni con il server Web
Driver
Output verso lo schermo
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Fasi di una richiesta HTTP
Client browser
(4) oggetto Web richiesta HTTP INTERNET (1) (3) 144.55.62.18
(2) www.uniroma.it?
name server locale
(5)
server Web
144.55.62.18
name server autoritativo per
www.uniroma1.it
Fase di lookup: (1) - (2) - (3) Fase di richiesta: (4) - (5)
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Azioni di un browser (1)
Fase di lookup
• Il browser acquisisce dall’utente l’URL da richiedere.
• Il browser invoca il
name server
per conoscere, tramite il sistema DNS, l’indirizzo IP dell’URL cercato.
Se esistente, il DNS restituisce l’indirizzo IP.
•
Fase di richiesta
Il browser attiva una connessione TCP con l’indirizzo IP individuato.
l’host che ha Sfruttando questa connessione, il browser richiede mediante il protocollo HTTP la risorsa specificata nell’URL.
Il server Web invia la pagina richiesta.
Se vi sono oggetti allegati alla pagina, il browser effettua una richiesta per ciascuno di essi.
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Azioni di un browser (2)
Fase di visualizzazione
Una volta inviati tutti gli oggetti (nel caso di protocollo HTTP/1.1) o dopo aver inviato ciascun oggetto (protocollo HTTP/1.0), il server chiude la connessione TCP.
Non appena riceve il primo file, il browser analizza come visualizzare sul monitor il testo contenuto nella pagina.
Il browser carica e mostra gli eventuali oggetti allegati alla pagina.
Nel caso in cui l’oggetto ricevuto è in qualche formato non direttamente interpretabile dal browser, questi può attivare un apposito
programma plug-in
che ne consente la visualizzazione.
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Azioni client-server Web
Analisi URL Fase di lookup Invio richiesta Arrivo richiesta al server Arrivo richiesta al processo server Analisi richiesta completata Elaborazione richiesta completata Invio risposta completata Arrivo risposta al client Analisi risposta Visualizz.
risposta
Client (browser) Latenza di rete client-server Tempo di attesa in coda Tempo di parsing Tempo di elaborazione: CPU+Disk Tempo di trasm.
risposta server Latenza di rete server-client Server Web
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Parte 3: Server WWW
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Componenti di un sito Web
•
Piattaforma hardware
•
Software di base
• •
Parte informativa del sito Web
– Il sito deve mettere a disposizione un insieme di risorse Web che possono essere richieste dai client con cui vengono instaurate delle connessioni HTTP.
Server Web
– Il processo server ed il relativo software che viene eseguito sulla piattaforma stabilisce il collegamento tra la piattaforma (hardware - software di base) e la parte informativa del sito Web.
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Compiti del server Web
Il compito del server che fornisce pagine Web statiche è molto semplice: – attendere da parte dei browser richieste di connessione TCP attraverso cui ricevere una richiesta HTTP – decifrare l’URL della richiesta per determinare il file cercato – controllare se il file è disponibile – in caso affermativo, spedire il file al browser attraverso la connessione TCP aperta – infine, chiudere la connessione subito dopo aver inviato l’ultimo pacchetto concernente il file 35
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Richiesta di un oggetto statico
Client (browser) DNS server Web
DNS lookup CPU memoria disco rete 36
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Richiesta di un oggetto dinamico
Client (browser) DNS server Web server applicativo
DNS lookup CPU disco rete 37
Parte 4: Ottimizzazioni del WWW
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Il “lato oscuro” del Web
Netscape error: web server www.dsi.unimo.it
... not responding. Server may have crashed or is overloaded.
OK
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Possibili ottimizzazioni
•
Mirroring
•
Proxy caching e CDN
•
Sistemi Web paralleli (distribuiti localmente)
•
Sistemi Web distribuiti (geograficamente)
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Server Proxy
Nel caso più semplice la comunicazione tra client e server Web avviene direttamente.
Più in generale, ove non sia possibile o non conveniente che il client contatti direttamente il server, vengono utilizzati degli intermediari che possono essere di vari tipi , ma tra cui il più diffuso è il
server proxy
.
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Richieste tramite server proxy
Client 1
(1) (4)
Server proxy
(2) (3)
Server Web Client k
FIREWALL Il server proxy agisce sia da server nei confronti del client Web sia da client nei confronti del server Web.
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Caching dell’informazione
• I server proxy, nati come intermediari per consentire la comunicazione tra client all’interno di Intranet con server Web esterni, sono anche utilizzati come strumenti di
caching
(memorizzazione temporanea)
dell’informazione
.
• MOTIVO: è elevata la probabilità che i client della stessa organizzazione possono essere interessati alle medesime informazioni Web .
• Nel momento in cui tale informazione viene reperita per la prima volta da un server Web, può essere conveniente memorizzarla nel
server proxy
, in modo che successive richieste per la stessa pagina provenienti dalla stessa rete possono essere soddisfatte localmente.
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Proxy caching
Client 1 Client k
FIREWALL
Server proxy (cache)
Cache Miss Cache Hit
Server proxy (cache) Server Web
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Content Delivery Network
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Ottimizzazioni dal lato server Web
Sistemi con più memoria e con CPU più potenti LAN Sistemi con più server WAN
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Sistemi Web paralleli
server Web 1 server Web 2 server Web 3 Client browser
richiesta/risposta HTTP INTERNET
144.55.62.18
www.uniroma1.it?
name server locale Switch
144.55.62.18
name server autoritativo per
www.uniroma1.it
LAN
server Web 5 server Web 4
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Sito Web distribuito geograficamente
Server Web
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Parte 5: Conclusioni
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Sintesi (parole chiave del WWW)
• • • • • • • •
risorse Web URL ipertesto - ipermedia linguaggio di markup HTML tag tag àncora client/server protocollo HTTP
• • • • • • •
browser fase di lookup server Web server proxy proxy caching sistemi Web paralleli sistemi Web distribuiti geograficamente
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