Departament d’Informàtica.
I.E.S. "J.Mª Quadrado" - Ciutadella

Comunicacions per mòdem.

Internet



Introducció.

El mòdem ha revolucionat el món dels PCs, cada volta són menys els usuaris que no disposen d’aquest dispositiu que dóna diverses possibilitats. Aquesta part intenta aclarir què hi podem fer amb aquests dispositius i quines són les eines bàsiques per manejar-lo.

En aquest document hem intentat fer confluir quatre aproximacions al fenomen Internet:

 
El món d'Internet canvia constantment. És probable que algunes de les adreces i recursos que us presentem en aquest document hagin sofert canvis quan el llegiu. Per aquesta raó, hem creat una pàgina especial on es comunicaran els canvis i modificacions que haguem detectat, que us recomanem visitar abans de començar. La seva adreça és:
http://menorca.infotelecom.es/~ecampins/
Aquesta icona la fem servir per a indicar les pràctiques. Algunes són només per ampliar conceptes explicats anteriorment, i en d'altres es fan aportacions noves que s'entenen millor experimentant-les.
Ens agradaria conèixer la vostra opinió sobre aquest material i rebre els suggeriments que cregueu oportuns per a millorar-lo. Podeu fer-nos-els arribar per correu electrònic, a l'adreça jmq@infotelecom.es.

 

Què és Internet?
Internet són, de fet, tres realitats diferents:

 

Una mica d'història
El que avui anomenem "Internet" té els seus orígens en una xarxa de comunicacions militars anomenada ARPANET 1 , creada als Estats Units el 1969, en plena guerra freda. Fins aleshores, les xarxes telemàtiques es basaven en un ordinador central, que rebia i distribuïa tota la informació. Aquesta estructura tenia un autèntic "taló d'Aquiles", que suposava la paralització de tot el sistema si era objecte d'un atac nuclear. La nova xarxa es basava en una topologia descentralitzada, que assegurava la continuïtat de les comunicacions encara que caigués algun dels seus membres.
El sistema operatiu UNIX, desenvolupat a la universitat de Berkeley (Califòrnia) el 1980, incorporava les dues aportacions més significatives d'ARPANET: la transmissió de dades "per paquets" i la possibilitat de canviar sobre la marxa les rutes que han de seguir aquests paquets. La connexió de les xarxes d'ordinadors de les universitats i els centres de recerca, basats en el sistema UNIX, va ser l'origen del que avui és Internet.
L'any 1992, l'investigador Tim Berners-Lee desenvolupa al CERN 2 un format hipertextual i hipergràfic per a publicar documents en la xarxa. Aquest format, anomenat HTML 3 , permet a qualsevol usuari "navegar" per la xarxa saltant d'un document a un altre a clics de ratolí, sense haver de ser un expert en protocols i sistemes operatius. Això va ser el detonant d'un procés de creixement espectacular, on la xarxa ha trencat les barreres dels àmbits científics i universitaris per obrir-se a nous usos i possibilitats, on tenen cabuda pràcticament tots els àmbits de l'activitat humana.
En l'actualitat es calcula que hi ha més de 50 milions d'usuaris que es connecten regularment a la xarxa, i aquest nombre creix dia a dia.

____________________________________________________________________________________

1 ARPANET: Net (xarxa) de l'Advanced Research Projects Agency.
2 CERN: Centre Europeu per a la Recerca Nuclear, localitzat a Ginebra.
3 HTML: HyperText Mark Up Language (Llenguatge hipertextual per a avisos)
 
1) Prova de cercar més informació a la Xarxa del terme ARPANET. Consulta les seves pàgines quan estiguis connectat, allà segurament hi trobaràs més informació.
www.arpanet.com
2) Prova de trobar a la Xarxa un curs d'Introducció a la creació de pàgines Web. Consulta breument el que s'hi pot fer en format HTML.
Un exemple el trobaràs a la pàgina http://weib.caib.es/ (dins la secció de formació).
3) Fes una breu visita també al centre de recerca de partícules CERN. Prova tú mateix de localitzar la seva URL
 
Com funciona Internet?
La xarxa està formada per milers d'ordinadors de plataformes diferents (PC, Mac, Silicon, Sun...) que es connecten entre si mitjançant enllaços molt diversos: línies telefòniques convencionals, xarxes locals, línies de fibra òptica, enllaços per ràdio, satèl·lits...
En tots aquests ordinadors s'utilitza un protocol 4 anomenat TCP/IP, que consisteix en un sistema d'identificació de les estacions i un mètode per a la transmissió de la informació.
Identificació dels ordinadors
Cada ordinador present a la xarxa té una "matrícula" numèrica que l'identifica de manera única. Aquest número, anomenat adreça IP, s'acostuma a escriure descompost en 4 valors separats per un punt. Per exemple, la "matrícula" d'un dels ordinadors del PIE és:
193.145.88.16
Cada un d'aquests números pot prendre un valor entre 0 i 255. Es tracta, doncs, d'una expressió de 4 bytes o, si ho preferiu, de 32 bits. L'assignació d'adreces IP pot comparar-se a la dels números telefònics: tots els telèfons d'una zona geogràfica comparteixen el mateix prefix, i en un mateix barri o localitat els números acostumen a començar per les mateixes xifres. En el cas de les adreces IP, hi ha també una jerarquia de xarxes i subxarxes.
Els ordinadors que estan connectats permanentment a la xarxa tenen una adreça IP fixa, mentre que els que ho fan esporàdicament (per exemple, quan truquem des del nostre ordinador amb un mòdem) se'ls assigna un número diferent en cada connexió.
Per exemple l'adreça IP d'un dels ordinadors del Centre connectats a Internet és 172.16.16.200
Quina és l'adreça IP del nostre ordinador?
Hi ha un programa del Windows 95 que ens permet observar i configurar diferents aspectes relatius a la connexió amb Internet. Per posar-lo en marxa, activeu el Menú Inici, aneu a Executa... i escriviu:
WINIPCFG
Us sortirà una finestra com aquesta, on entre altres coses podeu observar l'adreça IP:

Recordeu que si us heu connectat amb el mòdem, aquesta adreça és provisional, i només és vàlida per a la connexió actual. Segurament si ho proveu un altre dia us sortirà un número diferent.

Observeu també l'entrada anomenada "Màscara de subxarxa": ens indica que el nostre ordinador pertany a una subxarxa anomenada "de tipus C", on tots els ordinadors comparteixen les tres primeres xifres 5 .

 



Jugant al ping-pong
El Windows 95 incorpora algunes utilitats pròpies del sistema operatiu UNIX. Una d'elles és l'anomenada "PING", que serveix per a saber si un determinat ordinador, de qui coneixem l'adreça IP, es troba "viu" a la xarxa. Com si juguéssim al tennis de taula, nosaltres li fem "ping" i ell ha de respondre "pong".
1)Obriu una finestra de l'MS-DOS i escriviu:
PING 193.145.88.16
Si tot va bé, l'altre ordinador hauria de respondre quatre vegades. El programa ens indica també el temps que triga en respondre.
2) Prova tú també d'esbrinar altres adreces IP amb el comandament PING. Si l'adreça no és vàlida te n'adonaràs de seguida.
Màquines amb noms i cognoms
L'ús exclusiu d'adreces IP per a identificar els ordinadors esdevé un sistema pràctic per als sistemes informàtics, però antipàtic i difícil de recordar per alshumans. Per aquest motiu, algunes de les màquines connectades a Internet han estat "batejades" amb noms propis.
També es fan servir una espècie de cognoms per indicar les "famílies" a qui pertanyen (tècnicament en diem "dominis"), i sovint es posa davant del nom l'"ofici" a què es dediquen. Les diferents parts del nom d'un ordinador s'escriuen separades per punts, i a la dreta hi ha l'identificador del domini de nivell superior, anomenat TLD 6 . Vegem-ne alguns exemples:
www.xtec.es
Es tracta de l'ordinador "xtec", que es dedica al servei "www" (web) i pertany al TLD "es".
ftp://upc.es
És un ordinador de la Universitat Politècnica de Catalunya, que es dedica al servei "ftp". També pertany al TLD "es".
http://www.netscape.com
L'ordinador de l'empresa "Netscape", que es dedica al servei "www" i pertany al TLD "com".

 

—-------------------------------------------------------------------------------------------------------

5 Per conèixer l'identificador de la nostra subxarxa hauríem de fer una operació AND a nivell de bits entre la nostra adreça IP i la màscara. Tots els ordinadors que pertanyen a una subxarxa de tipus C comparteixen les tres primeres xifres, i varien en la darrera.

6 TLD: Top Level Domain: Domini de nivell superior.

7 En el moment de redactar aquesta documentació, el Parlament de Catalunya havia aprovat una resolució per a sol·licitar el domini "ct" per a Catalunya.

8 DNS: Domain Name Server (Servidor de Noms de Dominis).

Els criteris per a assignar noms als ordinadors són bastant flexibles, i només s'exigeix que el darrer element designi el TLD. Hi ha diferents tipus de dominis de nivell superior: com per a les empreses comercials, edu per a les institucions educatives, org per a les no governamentals... i d'altres que denoten emplaçaments geogràfics (es: Espanya, fr: França, aq: Antàrtida, ad: Andorra, ms: l'illa de Montserrat, etc.)7 .
Si us interessa, podeu trobar una relació completa dels dominis a l'adreça web:
http://www.ee.ic.ac.uk
Disposa també d'un formulari de recerca per trobar informació sobre el Web. També hi pots trobar una guia molt complerta d'empreses, institucions i organismes oficials.
De fet, els ordinadors de la xarxa s'entenen exclusivament mitjançant les adreces IP, i quan els usuaris volem accedir a la informació emmagatzemada en un ordinador del qual només en sabem el nom necessitem que algú ens digui quina és la seva adreça numèrica. Els ordinadors encarregats de consultar les "guies telefòniques" de la xarxa s'anomenen DNS 8 , i tradueixen tant noms a adreces IP com adreces IP a noms.
En el moment de configurar el nostre accés a Internet haurem d'indicar l'adreça IP d'algun servidor DNS, i el més lògic és triar-ne un de proper, perquè ens donarà un servei més ràpid.
Els ordinadors dedicats a DNS no tenen la relació de tots els noms dels ordinadors connectats a Internet (de fet, ningú no té aquesta llista completa, on hi hauria milions d'entrades i creixeria dia a dia), de la mateixa manera que el servei d'informació de Telefònica a Barcelona no disposa de les guies telefòniques de Tokio, però es comuniquen entre ells per resoldre les consultes. Aquest procés es fa de manera automàtica, i els usuaris només hem de preocupar-nos d'indicar correctament l'adreça del servidor DNS en el moment de configurar la nostra connexió
Quin és el nostre servidor de noms?
El programa WINIPCFG, que hem fet servir en la pràctica anterior, ens informa també de les adreces dels servidors de noms utilitzats pel nostre ordinador. Per veure'ls, poseu en marxa el programa i feu clic en el botó on diu Més info >>. El trobareu al camp "Servidor de DNS"
Normalment se'n fan servir dos, un principal i un altre de reserva. Les adreces IP dels dos servidors de noms del PIE són:
193.145.88.16
193.145.88.18

De vegades poden coexistir diferents noms en un mateix ordinador, especialment quan es dedica a diferents serveis. Per exemple, l'ordinador "gregal.xtec.es" també és conegut com a "pie.xtec.es" (quan es dedica a fer de servidor de correu), o "www.xtec.es" (quan fa de web).

Noms i adreces IP
Amb el programa PING podem esbrinar l'adreça que correspon a un nom, i també el nom que hi ha darrera una adreça. Només cal fer servir el modificador "-a" davant de la indicació de l'ordinador a qui fem "ping".
1) Obtén de la pàgina anterior http://www.ee.ic.ac.uk una llista complerta de TLD's segons l'emplaçament geogràfic dels ordinadors. Ara un llistat de TLD's segons el tipus de servei que hi trobarem: organismes oficials, empreses, ONG's...
Llegeix l'article sobre el nou protocol de comunicació IPv6 que hi trobaràs a CIBERPAÍS - TECNOLOGÍA, també el tens disponible dins la Carpeta telecomunicacions, només cal clicar el link
2) Mira de localitzar també a partir d'aquesta pàgina les URL de les empreses Texas Instruments Llt. i Hewlett Packard ( HP.com )
3) Obriu una finestra de l'MS-DOS i feu:
PING -a www.altavista.com
El programa us mostrarà l'adreça IP d'aquest ordinador.
· Després feu: PING -a 129.34.139.30 Observareu que aquesta adreça IP correspon a l'ordinador "ibm.com"
· Ara, a veure si trobeu quines adreces IP corresponen a aquests ordinadors:
www.cern.ch , www.microsoft.com , www.avui.datalab.es, www.caib.es
4) Qui hi ha darrere d'aquestes adreces IP?
194.72.254.5 , 194.179.46.139 , 194.179.95.2
Paquets i rutes: el protocol TCP
Per explicar com circula la informació dins d'Internet ho podem comparar amb dos sistemes de comunicació ben coneguts i diferents: el servei telefònic i el de correus:
  1. En el servei telefònic, quan marqueu un número feu una sol·licitud a la centraleta, que connectarà un circuit elèctric directe entre el vostre telèfon i el d'aquella persona a qui truqueu. Mentre parleu, cap altre usuari no pot accedir a aquest circuit, i la comunicació seguirà activa fins que la persona que ha trucat no "pengi" l'auricular del telèfon 9 .
  2. El segon esquema seria el corresponent al servei de correus: quan us voleu comunicar amb algú cal que prepareu un sobre, hi escriviu l'adreça i el llanceu a una bústia. A partir d'aquí, la vostra carta o paquet passarà per moltes mans, saques, camions... fins que arribi al seu destí. Ja sabeu que és recomanable escriure el remitent, per si la carta es perdés o el destinatari hagués canviat de domicili.
  3. Doncs bé, tot i que per la seva rapidesa pogués semblar que Internet funciona d'una manera semblant al servei telefònic, el fet és que es basa en un protocol de transmissió per paquets, com el sistema de correus, que s'anomena TCP 10 .
Hi ha diferents tipus de dispositius que s'encarreguen d'organitzar el tràfic i gestionar els paquets. S'anomenen "gateways", "bridges" i "routers". En català, el Windows 95 fa servir el nom genèric de "passarel·les".

Quin és el procés que se segueix per consultar

un document que es troba a Internet?



Per exemple, suposem que us han passat aquesta adreça:
http://www.pangea.org/org/pam/porta.html que correspon a la revista escolar interactiva "Un pam de net". El primer que feu és posar en marxa el programa navegador de web i escriure l'adreça. A partir d'aquí, el vostre ordinador es posa en contacte amb el servei DNS i li pregunta l'adreça IP de l'ordinador www.pangea.org. Quan ja la té, prepara un "paquet" amb un missatge que diu:
"sóc l'ordinador xxx.xxx.xxx.xxx (aquí hi aniria la nostra adreça IP) i desitjaria veure la pàgina anomenada _porta.html que m'han dit que tens guardada al directori /org/pam"
A continuació, el nostre ordinador escriu l'adreça IP del destinatari en el paquet, i hi posa també la seva com a remitent, per si hi hagués algun problema. Aquest paquet l'entrega a la passarel·la més propera i a partir d'aquí... a esperar!
Al cap d'una estona (poden ser uns quants mil·lisegons, o minuts...), el nostre ordinador començarà a rebre paquets amb el text i les imatges del document que hem sol·licitat.
Algunes vegades, quan els paquets són molt grans, el sistema els parteix en paquets més petits que caldrà recompondre. Fins i tot pot ser que no arribin les peces en l'ordre en que s'han enviat, però el sistema TCP és capaç (generalment) de recomposar el trencaclosques. Tot això es fa de manera automàtica, sense que l'usuari se n'adoni.
Per on passen els paquets que nosaltres deixem a la "bústia"? Doncs depèn de les condicions del trànsit i de la situació de qui l'envia i de qui el rep. El protocol TCP utilitza un sistema de decisió dinàmica de rutes, que poden alterar-se sobre la marxa si hi ha algun embús o cau algun enllaç. Això fa que sigui molt difícil endevinar per on acabaran circulant els nostres paquets.
Quina ruta segueixen els paquets?
Hi ha un programa del Windows 95 que ens explica la ruta que segueixen els paquets per dins de la xarxa Internet. S'anomena TRACERT.
1) Obriu una finestra de l'MS-DOS i escriviu:
TRACERT www.microsoft.com
Es tracta d'un ordinador situat a Seattle, a l'estat de Washington, a la costa del Pacífic dels Estats Units. Amb una mica de paciència anireu veient les passarel·les per on passa el vostre paquet, i els temps que triguen en arribar els "pings" i "pongs" que s'envien.
Alguns ordinadors tenen noms que expliquen on es troben. En altres, només hi ha una adreça IP. Pel que fa als noms, en alguns casos les inicials acostumen a indicar on són (BE: Bèlgica, NL: Holanda, CH: Suïssa... ).
També pot ser que algun node trigui molt a identificar-se, i el programa ens dirà "timeout" (temps esgotat).
2) Proveu també el TRACERT per esbrinar la ruta que seguim per accedir a altres ordinadors més pròxims com www.elpais.es, www.caib.es, o www.tve.es
3) Si voleu investigar qui hi ha darrere d'algunes de les adreces IP on no s'indica el nom, feu-li un "PING -a".
4) Ara proveu de seguir la ruta que ens porta a aquests ordinadors:
www.brick.arch.vuw.ac.nz (Nova Zelanda) ; www.auc-acs.eun.eg (Egipte) ; www.msu.ru (Moscou)
www.andorra.ad (Andorra); www.uncu.edu.ar (Argentina)
Només un comentari per acabar aquest apartat: no cal confondre les metàfores que hem fet servir sobre "correu", "oficines de correus" i "missatges" amb el servei de correu electrònic (e-mail), del qual parlarem més endavant.
Tampoc no ens hem referit a la identificació dels usuaris que hi ha asseguts darrere les pantalles dels ordinadors. Fins ara hem parlat només de la manera com s'identifiquen els ordinadors (IP) i de com transporten la informació (TCP). Sovint es fa referència a aquests dos protocols amb les sigles TCP/IP.
 
_____________________________________________________________
9 De fet, això funciona així quan la comunicació es fa entre centraletes "analògiques", de les antigues. Actualment la majoria de centraletes telefòniques són digitals, i aquest circuit tancat no existeix.
10 TCP: Transport Control Protocol (Protocol per al Control del Transport).
Arquitectura client-servidor
En la majoria dels serveis d'Internet es fa servir un esquema de comunicacions anomenat "client-servidor".
Els ordinadors que contenen la informació s'anomenen "servidors", i els que la demanen són els "clients". Els programes utilitzats pels clients i fels servidors són també diferents, per exemple, un servidor de correu s'encarrega de rebre els missatges de diversos usuaris i els va desant, classificant i ordenant. El programa client (el que executem en el nostre ordinador personal) demanarà al servidor que li proporcioni el correu corresponent a un determinat usuari, o que trameti els nous missatges que haguem escrit.
Alguns servidors proporcionen la seva informació a qualsevol client que la sol·liciti, i d'altres són d'accés restringit: només els clients que s'autentifiquin degudament (normalment mitjançant un nom d'usuari i una clau secreta d'accés) poden accedir als seus serveis. Per exemple, quan accedim a Internet mitjançant un mòdem, el primer que hem de fer és identificar-nos correctament davant del servidor que atén la nostra trucada.
Els servidors acostumen a ser màquines molt potents, amb una gran quantitat d'espai de disc i memòria, i es troben permanentment en marxa. Normalment funcionen en sistemes operatius especialment dissenyats per a aquestes tasques, com ara UNIX o Windows-NT, i requereixen d'un manteniment especialitzat. En canvi, qualsevol ordinador PC domèstic mínimament equipat pot actuar com a client, i els seus programes acostumen a ser més amigables i senzills d'utilitzar.
Hi ha determinats usos d'Internet, però, que no adopten aquest tipus de funcionament. Per exemple, els programes de telefonia digital i videoconferència permeten que dos ordinadors qualssevol de la xarxa intercanviïn paquets de dades sense haver de dependre de cap servidor. En alguns d'aquests casos actua inicialment un servidor, que s'encarrega de "presentar" els dos interlocutors: els diu quina és l'adreça IP de cadascú i després se'n desentén.
Conceptes bàsics
Certament, en aquest apartat han aparegut força acrònims i conceptes que poden semblar confusos. Per això pensem que pot ser convenient repassar els conceptes bàsics:

  1. Internet està formada per milions d'ordinadors connectats entre si.

  2. Cada ordinador s'identifica mitjançant un número, que s'anomena Adreça IP.

  3. Els ordinadors que truquen per mòdem no tenen una adreça IP fixa: se'ls assigna una de les disponibles en cada trucada.

  4. Alguns ordinadors tenen un nom, a més del número.

  5. La darrera part del nom dels ordinadors s'anomena TLD (domini de nivell superior), i pot indicar el país o el tipus d'organització a què pertany.

  6. Els ordinadors dedicats al servei DNS tradueixen noms a adreces IP, i adreces IP a noms.

  7. La informació a Internet es transmet mitjançant paquets. Aquest sistema s'anomena TCP.

  8. Les passarel·les s'encarreguen de gestionar el trànsit de paquets.

  9. Els paquets poden seguir rutes diferents segons les condicions del trànsit.

  10. La majoria d'aplicacions d'Internet adopten un esquema client-servidor: el client demana una informació i el servidor li proporciona.

Connexió dels ordinadors a Internet