Riflessioni sulle Scienze

di Alberto Viotto    indice articoli

 

I nomi di Internet  Gennaio 2009

• Le reti aziendali
• La legge di Metcalfe
• La storia di Internet
• Quattro miliardi di indirizzi
• Quante parole per descrivere il mondo?

Un calcolatore può fare molte cose interessanti anche da solo: lo si può usare per scrivere una lettera, per tenere la contabilità di una azienda, per elaborare delle immagini, per pilotare la produzione di una macchina utensile. Le cose che può fare da solo, però, sono soltanto una minima frazione di quanto può fare se è collegato ad altri calcolatori.

 

Le reti aziendali

In una azienda ogni reparto ha i suoi calcolatori, ma non devono restare isolati: all’ufficio marketing possono servire i dati contenuti nei calcolatori della produzione, i dati dei calcolatori dell’ufficio personale possono essere utili a chi gestisce il palazzo (ad esempio per controllare l’accesso dei dipendenti). Per questo motivo tutti i calcolatori di una azienda sono collegati tra loro in una cosiddetta rete locale.

Quasi tutti i dipendenti hanno un calcolatore ad uso personale, ma parte dei dati su cui devono lavorare possono servire anche ad altri. Questi dati sono quindi memorizzati su un server (un calcolatore di potenza maggiore, che può offrire servizi a più utenti contemporaneamente) a cui possono accedere tutti i calcolatori personali.

 

La legge di Metcalfe

Aumentando il numero dei nodi collegati ad una rete le potenzialità di ogni singolo nodo aumentano in modo proporzionale. Robert Metcalfe, uno dei primi sviluppatori dei protocolli che permettono ai calcolatori di comunicare tra loro, ha definito la cosiddetta “legge di Metcalfe” che afferma che l’utilità globale di una rete cresce con il quadrato dei nodi collegati. Se una rete è composta da dieci calcolatori, ad esempio, ognuno di essi “vale” nove, quanti sono gli altri calcolatori con cui può interagire, e l’insieme della rete “vale” novanta. Se i calcolatori della rete sono cento, ognuno di essi “vale” novantanove, e tutta la rete novemilanovecento, circa cento volte più della rete di dieci nodi.

È chiaro che una rete di calcolatori raggiunge il massimo livello di utilità se collega tutti i calcolatori del mondo. Dopo alcuni tentativi infruttuosi, alla fine si è affermata una rete nata negli Stati Uniti su iniziativa del Ministero della Difesa, chiamata Internet. Oggi Internet è una realtà consolidata ed è diventata un  luogo di scambio di informazioni riconosciuto da tutti; praticamente tutti i circa 500 milioni di calcolatori del mondo sono in grado di accedervi.

 

La storia di Internet

L’inizio delle ricerche che hanno portato ad Internet risale al 1969, quando il governo degli Stati Uniti creò la Advanced Research Projects Agency (arpa), con lo scopo di realizzare una rete di calcolatori che potesse continuare a funzionare dopo un bombardamento nucleare. L’impianto divenne attivo il 2 settembre 1969, con il nome di arpanet, collegando tra loro quattro università.

Le comunicazioni tra i calcolatori avveniva utilizzando una nuova tecnica, la commutazione di pacchetto. In quel periodo, per parlare tra loro, due calcolatori richiedevano un collegamento diretto. Con la nuova tecnica, i messaggi che i calcolatori si scambiano vengono suddivisi in pacchetti di lunghezza fissa ed ogni pacchetto può viaggiare sulla rete in modo autonomo. In questo modo un pacchetto può utilizzare reti diverse collegate tra loro e può percorrere vie alternative ed arrivare anche se il collegamento diretto non è disponibile.

La definizione dei protocolli a commutazione di pacchetto, tra cui il più conosciuto è tcp-ip, risale a quegli anni e venne formalizzata nel 1974 in un articolo di Vincent Cerf e Robert Kahn. Negli anni successivi arpanet divenne sempre più importante per le università di tutto il mondo; nel 1983 il Ministero della Difesa realizzò una rete separata, milnet, lasciando arpanet completamente disponibile per le attività scientifiche. Nel 1986 arpanet venne rimpiazzata da una nuova infrastruttura con maggiori potenzialità, nsfnet. La prima dorsale nsfnet aveva una capacità di 56 Kbps, era cioè in grado di trasmettere circa 56000 cifre binarie al secondo. Per l’epoca era un valore notevole, mentre adesso è la velocità che i PC meno potenti utilizzano per il collegamento alla rete. Nel 1988 la velocità della dorsale principale salì a 1.5 Mbps (circa 1.500.000 cifre binarie al secondo), nel 1995 a 155 Mbps ed ha continuato ad aumentare, mentre altre dorsali sono state aggiunte e collegate in molti paesi del mondo.

La grande forza di Internet è la possibilità di far comunicare tra loro ogni genere di dispositivo, dai PC dei singoli utenti ai maggiori calcolatori dei grandi centri di calcolo, utilizzando qualsiasi tipo di collegamento, cavi telefonici, cavi coassiali, cavi in fibra, collegamenti via satellite, onde radio, infrarossi, grazie alla flessibilità del suo protocollo che è diventato uno standard universale.

 

Quattro miliardi di indirizzi

Ogni calcolatore che si affaccia su Internet è identificato dal suo indirizzo tcp-ip, un numero di 32 bit. In questo modo si hanno a disposizione 4 Giga (4.294.967.295) di indirizzi. Per facilità d’uso l’indirizzo tcp-ip viene scomposto nei quattro byte che lo compongono, ognuno dei quali può assumere un valore da 0 a 255 espresso in forma decimale. Un esempio di indirizzo tcp-ip ha la forma:

 

31.55.120.18

 

Gli indirizzi tcp-ip non sono assegnati individualmente, ma a “classi”. Vi sono tre tipi di classi, dette ‘A’, ‘B’, ‘C’. Le classi si tipo ‘A’ comprendono tutti gli indirizzi in cui il primo byte ha un valore fisso. Una classe di tipo A, ad esempio, può essere:

 

18.xx.xx.xx

 

Questa classe comprende tutti gli indirizzi tcp-ip che vanno da 18.0.0.0 a 18.255.255.255, esattamente 16 Mega, 16.777.216, quanti se ne riescono ad esprimere con i 24 bit che possono variare.

Le classi di tipo A sono molto preziose e ognuna di esse è stata assegnata ad una grande azienda o organizzazione, come la IBM o la Hewlett-Packard (che in effetti ne ha due, avendone ereditata una dalla Digital, che ha incorporato). Alle classi di tipo A sono attribuiti metà degli indirizzi disponibili, quelli che vanno da 0.0.0.0 a 127.255.255.255, ad esclusione degli indirizzi riservati a funzioni particolari della rete.

Le classi di tipo ‘B’ comprendono indirizzi in cui i primi due bytes hanno un valore fisso, ad esempio:

 

160.20.x.x

 

Ogni classe di tipo B comprende 65536 indirizzi. Alle classi di tipo B sono attribuiti un quarto degli indirizzi utilizzabili, quelli che vanno da 128.0.0.0 a 191.255.255.255. Tutte le classi di tipo A e di tipo B sono state assegnate, mentre rimangono disponibili delle classi di tipo C, che comprendono indirizzi in cui i primi tre bytes hanno un determinato valore, come ad esempio:

 

200.24.40.x

 

Ogni classe di tipo C comprende 256 indirizzi. Alle classi di tipo C sono attribuiti gli indirizzi restanti, da 192.0.0.0 a 255.255.255.255.

 

Quante parole per descrivere il mondo?

Gli indirizzi tcp-ip sono piuttosto difficili da ricordare, come i numeri telefonici o i numeri delle carte di credito. Per rendere più comoda l’individuazione di ogni calcolatore su Internet si associano agli indirizzi tcp-ip dei nomi logici, che entro certi limiti ogni organizzazione si può scegliere.

Il principale requisito di questa nomenclatura è l’univocità dei nomi. A questo scopo è stata creata una infrastruttura centrale, che rappresenta una delle poche componenti gerarchiche nella struttura distribuita di Internet. L’organizzazione che coordina l’assegnazione degli indirizzi ip e la loro traduzione è la ICANN (Internet Corporation for Assigned Names and Numbers). La ICANN gestisce i cosiddetti “domini di primo livello” e delega ad altre organizzazioni la gestione dei domini di livello inferiore.

I “domini di primo livello” rappresentano una prima suddivisione di tutti i calcolatori di Internet a seconda del tipo di organizzazione a cui appartengono, se commerciale, universitaria, militare. I principali domini di primo livello sono:

 

In alternativa a questa suddivisione, è possibile utilizzare un identificativo di nazione. Ad ogni paese del mondo è assegnato un codice univoco di due lettere, che il più delle volte coincide con le prime due lettere del nome della nazione nella sua lingua ufficiale, ad esempio:

 

 

I codici nazionali definiti sono 240. Utilizzando due lettere, ognuna delle quali può assumere 26 valori, si potrebbero ottenere 676 possibili combinazioni, ed il rischio che ci siano nazioni che dovrebbero utilizzare lo stesso codice è elevato. In questi casi (ad esempio “Austria” e “Australia”) si modifica la seconda lettera del codice:

 

 

L’autorità centrale non gestisce direttamente i vari domini, generici o nazionali, ma per ognuno di essi delega una o più organizzazioni. Il dominio “it”, assegnato all’Italia, è gestito dal CNR di Pisa. All’interno di ogni dominio di primo livello si possono definire (o “registrare”, come si dice abitualmente) i domini di secondo livello, che definiscono una specifica azienda o organizzazione. L’azienda “Frescopresto”, ad esempio, potrebbe chiedere all’autorità che gestisce i domini commerciali il dominio:

 

frescopresto.com

 

oppure potrebbe chiedere all’autorità italiana il dominio:

 

frescopresto.it

 

I due domini potrebbero anche essere assegnati a due aziende diverse. All’interno dei domini di primo livello vi possono essere problemi di omonimia, in particolare per il dominio “com”, il più affollato, che contiene circa 30 milioni di domini di secondo livello (il dominio “it”, invece, ne contiene un milione circa). I nomi di poche lettere (più ricercati perché facili da ricordare) sono già quasi tutti assegnati e per molti nuovi utenti è necessario richiedere nomi piuttosto lunghi.

La competizione per i nomi più significativi può diventare molto aspra: ad esempio, vi sono certamente milioni di pizzerie che ambirebbero ad ottenere il dominio:

 

pizza.com

 

Questo ha fatto nascere un mercato ai limiti della legalità. Vi sono degli speculatori che registrano un gran numero di domini (il contributo di registrazione è abbastanza basso) per cederli ad altri dietro compenso. Lo stesso Bill Gates, il fondatore della Microsoft, ha scritto un articolo scherzando sul fatto che il dominio “billgates.com” fosse in vendita per un milione di dollari, anche se di solito le cifre richieste sono molto più basse.

Se il nome che una azienda desidera è già stato registrato, e non si vuole pagare chi lo detiene, si riesce però quasi sempre a trovare un nome accettabile, aggiungendo delle lettere o modificando qualcosa. Se ad esempio il comune di Roma volesse un proprio dominio di tipo “it” e scoprisse che “roma.it” è già assegnato, potrebbe sbizzarrirsi con le possibili alternative:

 

cittadiroma.it
romacapitale.it
comunediroma.it
comune-roma.it
romaurbe.it
...

 

L’indice globale dei domini di secondo livello contiene tutte le entità che hanno bisogno di essere identificate su Internet, sostanzialmente tutte le aziende e le organizzazioni esistenti nel mondo. Per descrivere il mondo sono sufficienti due parole, una che identifica il dominio di primo livello ed una per il dominio di secondo livello.

 

    Alberto Viotto

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