Nel nostro modello di architettura (e anche nell'architettura
TCP/IP) sopra il livello transport c'è il livello application, nel
quale viene effettivamente svolto il lavoro utile per l'utente.
In questo livello si trovano diverse tipologie di oggetti:
protocolli di supporto a tutte le applicazioni, come per esempio
il DNS
(Domain Name System);
protocolli di supporto ad applicazioni di tipo standardizzato, come ad
esempio:
SNMP
(Simple Network Management Protocol)
per la gestione della rete;
FTP
(File Transfer Protocol
per il trasferimento di file;
SMTP e
POP3
(Simple Mail Transfer Protocol e
Post Office Protocol
per la posta elettronica;
HTTP (HyperText
Transfer Protocol alla base del World
Wide Web);
applicazioni scritte in conformità ai protocolli di cui sopra;
applicazioni proprietarie, basate su regole di dialogo private (ad esempio,
un'applicazione di tipo client/server per la gestione remota di un magazzino).
6.1) Il DNS
Poiché riferirsi a una risorsa (sia essa
un host oppure l'indirizzo di posta elettronica di un utente) utilizzando
un indirizzo IP numerico (della forma x.y.z.w) è estremamente scomodo,
si è creato un meccanismo tramite il quale tali risorse possono
essere identificate tramite un
nome logico,
cioé una stringa di caratteri (molto pù comprensibile per
un essere umano) quale ad esempio:
fisica.unige.it (riferimento ad un host);
john@cern.ch (indirizzo di posta elettronica).
La corrispondenza fra gli indirizzi IP numerici ed i nomi logici si effettua
mediante l'uso del DNS.
Esso consiste di:
uno
schema gerarchico di nominazione,
basato sul concetto di dominio
(domain);
un database distribuito che
implementa lo schema di nominazione;
un protocollo
per il mantenimento e la distribuzione delle informazioni sulle
corrispondenze.
Il funzionamento, in breve, è il seguente:
quando un'applicazione deve collegarsi ad una risorsa di cui conosce il
nome logico (ad es. fisica.unige.it), invia una richiesta al
DNS server locale
(l'applicazione chiama per questo una apposita
procedura di libreria detta
resolver);
il DNS server locale, se conosce la risposta, la invia direttamente al
richiedente. Altrimenti interroga a sua volta un DNS server di livello
superiore, e così via. Quando finalmente arriva la risposta, il
DNS server locale la passa al richiedente;
quando l'applicazione riceve la risposta (costituita del numero IP della
risorsa in questione) crea una connessione TCP con la (o spedisce segmenti
UDP alla) destinazione, usando l'indirizzo IP ricevuto.
Lo spazio dei nomi DNS è uno spazio
gerarchico,
organizzato in dominii,
ciascuno dei quali può avere dei sottodominii.
Esiste un insieme di dominii di massimo livello
(top-level domain),
i più alti nella gerarchia.
Nel caso di un host, la forma del nome logico è costituita da
un certo numero di sottostringhe separate da punti, come nell'esempio seguente:
la prima sottostringa (quella più a sinistra) identifica il nome
dell'host;
le altre sottostringhe (tranne quella più a destra) identificano
ciascuna un sottodominio del dominio di cui alla sottostringa seguente;
l'ultima sottostringa (quella più a destra) identifica il top-level
domain di appartenenza.
Per gli USA sono definiti, fra gli altri, i seguenti top-level domain:
com
aziende
edu
università
gov
istituzioni governative
mil
istituzioni militari
net
fornitori d'accesso
org
organizzazioni non-profit
Fuori degli USA, ogni nazione ha un suo top-level domain. Ad esempio:
au
Australia
ch
Svizzera
fr
Francia
it
Italia
jp
Giappone
uk
Inghilterra
Ogni dominio è responsabile della creazione dei suoi sottodominii,
che devono essere registrati presso una apposità autorità.
Esempi di sottodominii sono:
cern.ch
CERN di Ginevra, Svizzera
cnr.it
Consiglio Nazionale delle Ricerche, Italia
mit.edu
Massachussetts Institute of Technology, USA
nasa.gov
NASA, USA
unige.ch
Università di Ginevra, Svizzera
unige.it
Università di Genova, Italia
fisica.unige.it
Dip. di Fisica, Università di
Genova
L'estensione di un dominio è del tutto indipendente da quella delle
reti e sottoreti IP.
Ogni dominio ha la responsabilità di fornire il servizio DNS
per quanto di propria competenza. Ossia, deve poter rispondere a interrogazioni
riguardanti tutti gli host contenuti nel dominio stesso.
6.2) La posta elettronica
La posta elettronica
è uno dei servizi più consolidati ed usati nelle reti. In
Internet è in uso da circa 20 anni, e prima del WWW era senza dubbio
il servizio più utilizzato.
Un servizio di posta elettronica, nel suo complesso, consente di effettuare
le seguenti operazioni:
comporre un messaggio;
spedire il messaggio (a uno o più destinatari);
ricevere messaggi da altri utenti;
leggere i messaggi ricevuti;
stampare, memorizzare, eliminare i messaggi spediti o ricevuti.
Di norma, un messaggio ha un formato ben preciso. In Internet un messaggio
ha un formato
costituito da un header e da
un body, separati da una linea
vuota.
Lo header è a sua volta costituito da una serie di linee, ciascuna
relativa a una specifica informazione (identificata da una parola chiave
che è la prima sulla linea); alcune informazioni sono:
To
indirizzo di uno o più destinatari.
From
indirizzo del mittente.
Cc
indirizzo di uno o più destinatari a cui si invia
per conoscenza.
Bcc
blind Cc: gli altri destinatari non sanno che anche lui
riceve il messaggio.
Subject
argomento del messaggio.
Sender
chi materialmente effettua l'invio (ad es. nome della segretaria).
Il body contiene il testo del messaggio, in caratteri ASCII. L'ultima
riga contiene solo un punto, che identifica la fine del messaggio.
Gli indirizzi di posta elettronica in Internet hanno la forma:
username@hostname
dove username è una stringa di caratteri che identifica il destinatario,
e hostname è un nome DNS oppure un indirizzo IP.
Ad esempio, apweb@inwind.it è il mio indirizzo di posta
elettronica.
La posta elettronica viene implementata in Internet attraverso la cooperazione
di due tipi di sottosistemi:
Mail User Agent
(MUA);
Mail Transport Agent
(MTA).
Il primo permette all'utente finale di:
comporre messaggi;
consegnarli a un MTA per la trasmissione;
ricevere e leggere messaggi;
salvarli o eliminarli.
Il secondo si occupa di:
trasportare i messaggi sulla rete, fino alla consegna a un
MTA di destinazione;
rispondere ai MUA dei vari utenti per consegnare loro la posta arrivata;
in questa fase l'MTA richiede ad ogni utente una password per consentire
l'accesso ai messaggi.
Corrispondentemente, sono definiti due protocolli principali per la posta
elettronica:
SMTP (Simple
Mail Transfer Protocol) per il trasporto dei messaggi:
dal MUA di origine ad un MTA;
fra vari MTA, da quello di partenza fino a quello di destinazione;
POP3 (Post
Office Protocol) versione 3 per la consegna di un messaggio
da parte di un MTA al MUA di destinazione.
Recentemente sono stati introdotti altri protocolli più sofisticati, quali
IMAP (Interactive
Mail Acces Protocol) e DMSP
(Distributed Mail System Protocol),
il cui supporto però non è ancora molto diffuso nel software disponibile
agli utenti.
Come avviene la trasmissione di un messaggio? Supponiamo che l'utente
pippo@topolinia.wd
spedisca un messaggio a
minnie@paperinia.wd
e immaginiamo che:
Pippo usi un MUA configurato per consegnare la posta ad un SMTP server
in esecuzione sull'host mailer.topolinia.wd;
Minnie abbia un MUA configurato per farsi consegnare la posta da un POP3
server in esecuzione sull'host mailer.paperinia.wd.
La sequenza di azioni che hanno luogo è la seguente:
Pippo compone il messaggio col suo MUA, che tipicamente è un programma
in esecuzione su un PC in rete;
appena Pippo preme il pulsante SEND, il suo MUA:
interroga il DNS per sapere l'indirizzo IP dell'host
mailer.topolinia.wd;
apre una connessione TCP ed effettua una conversazione SMTP con il server
SMTP in esecuzione sull'host mailer.topolinia.wd, per mezzo della
quale gli consegna il messaggio;
chiude la connessione TCP;
Pippo se ne va per i fatti suoi;
il server SMTP di mailer.topolinia.wd:
chiede al DNS l'indirizzo IP di paperinia.wd;
scopre che è quello dell'host mailer.paperinia.wd;
apre una connessione TCP e poi una conversazione SMTP con il server SMTP
in esecuzione su quell'host e gli consegna il messaggio scritto da Pippo;
Minnie lancia il suo MUA;
appena Minnie preme il pulsante "check mail", il suo MUA:
interroga il DNS per avere l'indirizzo IP dell'host
mailer.paperinia.wd;
apre una connessione TCP e poi una conversazione POP3 col server POP in
esecuzione su mailer.paperinia.wd e preleva il messaggio di Pippo,
che viene mostrato a Minnie.
Si noti che topolinia.wd e paperinia.wd in genere
corrispondono a un dominio nel suo complesso e non ad un singolo host,
al fine di rendere
gli indirizzi di posta elettronica indipendenti da variazioni del numero,
dei nomi logici e degli indirizzi IP degli host presenti nel dominio.
Nel DNS ci sono opportuni record detti di tipo
MX
(Mail Exchange), che si occupano
di indicare quale host effetttivamente fa da server SMTP per un dominio.
Nel nostro esempio avremo, nel DNS server di Paperinia, i record:
mailer.paperinia.wd
A
100.10.10.5
paperinia.wd
MX
mailer.paperinia.wd
Il secondo record è un record di tipo MX, e indica che tutta la
posta in arrivo per
chiunque@paperinia.wd
deve essere consegnata all'host mailer.paperinia.wd, e cioé
quello che ha l'indirizzo IP
100.10.10.5
Inoltre, non è detto che mailer.topolinia.wd consegni
i messagi direttamente a mailer.paperinia.wd. E' possibile che
le macchine siano configurate in modo da trasferire i messaggi attraverso
un certo numero di server SMTP intermedi.
