Cenni alle applicazioni distribuite e alle tecnologie per il web

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Cenni alle applicazioni distribuite e alle
tecnologie per il web

• Politecnico di Milano
• Facoltà di Disegno Industriale
• Gianpaolo CugolaDipartimento di Elettronica e
  Informazionecugola_at_elet.polimi.ithttp//www.elet
  .polimi.it/cugola

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Applicazione distribuita

• Una applicazione è distribuita se
• E costituita da più moduli (processi)
• Che eseguono in parallelo su un insieme di unità
  di elaborazione autonome connesse da una rete di
  elaborazione
• Senza condividere memoria
• Comunicando tramite messaggi aventi un ritardo di
  trasmissione non trascurabile
• In presenza di una forte cooperazione tra i
  diversi moduli nellesecuzione dellapplicazione

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Caratteristiche di una applicazione distribuita

• Caratteristiche
• Numero arbitrario di processi
• Numero arbitrario di unità di elaborazione
• Comunicazione attraverso scambio di messaggi su
  una rete di calcolatori
• Cooperazione tra i processi

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Le applicazioni client/server

• Con il termine applicazione client/server ci
  riferiamo ad una applicazione distribuita in cui
  è possibile distinguere due tipologie di
  componenti Client e Server
• Client e server giocano ruoli diversi
• Il server ha un ruolo passivo ed esporta un ben
  preciso insieme di servizi
• Il client usa tali servizi agendo da componente
  attivo che da inizio alla comunicazione
• In generale client e server risiedono su unità di
  elaborazione distinte connesse da una rete di
  comunicazione

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Il www come esempio di applicazione C/S
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Scomposizione logica di una applicazione

• Le funzionalità offerte da una applicazione
  possono essere genericamente scomposte in tre
  insiemi
• Funzionalità di interfaccia utente
• Funzionalità di elaborazione
• Funzionalità di gestione persistente dei dati
• In applicazioni C/S, a seconda di come queste
  funzionalità siano allocate a processi distinti,
  distinguiamo tra
• Architetture a due livelli (two-tiered
  architectures)
• Architetture a tre livelli (three-tiered
  architectures)

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Architetture a due livelli
Accessoremotoai dati
Presentazionedistribuita
Presentazioneremota
Logica distribuita
Base Datidistribuita
GUI
GUI
GUI
GUI
GUI
Client
Programmiapplicativi
Programmiapplicativi
Programmiapplicativi
Dati
GUI
Server
Programmiapplicativi
Programmiapplicativi
Programmiapplicativi
Dati
Dati
Dati
Dati
Dati
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Architetture a due livelli

• Presentazione distribuita tutta lintelligenza
  e nel server, il client si occupa solo di
  interagire con il server che gli affida compiti
  specifici di presentazione
• es una form HTML pura presenta allutente una
  maschera di inserimento dati, ma non e in grado
  di effettuare nessun controllo sulla validita
  dei dati inseriti
• Presentazione remota tutta la parte di
  presentazione e a carico del client.
• Logica distribuita la logica dellapplicazione
  e suddivisa tra client e server

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Architetture a due livelli

• Accesso remoto ai dati la presentazione e la
  logica sono nel client che si rivolge al server
  per accedere ai dati, tipicamente attraverso una
  interfaccia SQL
• Database distribuito le funzioni di gestione dei
  dati sono parte nel client e parte nel server
  (es. Distributed Relational Database Architecture
  di IBM)

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Architetture a tre livelli
Schema tipico
Schemi alternativi
GUI
GUI
GUI
GUI
Programmiapplicativi
Programmiapplicativi
Programmiapplicativi
Programmiapplicativi
Programmiapplicativi

Programmiapplicativi
Programmiapplicativi
Programmiapplicativi
Dati
Dati
Dati
Dati
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Architetture a tre livelli Caratteristiche

• Nello schema tipico il componente intermedio
  contiene tutta la logica dellapplicazione.
• Nei casi reali parti della logica sono gestite
  dal client e dal server
• Vantaggio disaccoppiamento tra logica e dati e
  tra logica e presentazione
• ci possono essere diverse sorgenti di dati
  distribuite
• ci possono essere diverse tipologie di client

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Architetture a tre livelli, un esempioil Web

• DBMS
• TP Monitor
• Ecc.

• HTML
• Forms

DBMSServer

• Moduli CGI
• Servlet
• Script ASP

• Base Dati

Web Server

• Applet

• Documenti HTML
• Codice Servlet

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Architetture a due e n livelli
2 livelli
Server
Client
Logicadellapplicazione
Gestione dei dati
Presentazione
Server
Componenteintermedio
Client
Componenteintermedio
Componenteintermedio
N livelli
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Tecnologie per il Web

• Il web architettura e tecnologie principali
• Una analisi delle principali tecnologie per il
  web
• Tecnologie di base
• http, ssl, browser, server, firewall e proxy
• Tecnologie lato client
• html, linguaggi di scripting (javascript,
  vbscript), applet, tecnologie basate su plugin
  (flash, vrml, ...)
• Tecnologie lato server
• cgi-bin, linguaggi di scripting (asp, jsp, php),
  servlet

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Il web Architettura di dettaglio
HTML javascript vbscript applet flash vrml ....
ApplicationServer
HTTP
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HTTP

• Il protocollo per la comunicazione tra browser e
  server
• Sfrutta una connessione TCP
• Usa gli URL come meccanismo di indirizzamento
• Usa il protocollo MIME per definire il tipo dei
  dati trasportat

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SSL Secure Socket Layer

• Protocollo per la comunicazione sicura tra due
  partner
• Originariamente sviluppato dalla Netscape è oggi
  uno standard accettato dalla IETF
• Nasce per risolvere i problemi di sicurezza nella
  comunicazione tra client e server web ma
  definisce un protocollo generale indipendente
  dallapplicazione
• Si utilizzano url del tipo https//... per
  indicare comunicazione basata su SSL
• È stato pensato per essere facilmente estensibile
  e configurabile
• Caratteristiche
• Protocollo con connessione (client e server
  mantengono diverse informazioni relativi alla
  sessione a partire dalla chiave crittografica)
• Basato su TCP/IP
• Comunicazione crittografata
• Possibilità di mutua autenticazione tra client e
  server basata su certificati
• Caching dei parametri della comunicazione per un
  efficiente ripristino di comunicazioni interrotte

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Il browser

• Gioca il ruolo del client
• Gestisce linterazione con lutente
• Interpreta il linguaggio html e presenta i dati a
  video
• Generalmente include
• un interprete per i principali linguaggi di
  scripting lato client...
• ... una JVM per lesecuzione degli applet ...
• ... e la possibilità di invocare plug-in per
  visualizzare i formati non direttamente
  supportati
• Esempi MS Internet Explorer, NS Mozilla, ...

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Il server web

• Risponde alle richieste del browser
• Trasmettendo i dati richiesti (file html,
  immagini, applet, script flash, ...)
• Invocando i programmi cgi
• Spesso include
• un interprete per i principali linguaggi di
  scripting lato server ...
• ... una JVM per lesecuzione delle servlet ...
• Esempi MS Internet Information Server, Netscape
  Server, Apache

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Proxy e Firewall

• Proxy
• Si pone come intermediario tra client e server
• Effettua il caching delle pagine web in maniera
  da migliorare le prestazioni percepite
  dallutente...
• Riducendo il traffico di rete
• Firewall
• Filtra le comunicazioni per aumentare la
  sicurezza
• In base al protocollo e/o agli indirizzi sorgente
  e destinazione
• Generalmente
• blocca tutte le comunicazioni provenienti
  dallesterno...
• ... lascia passare le comunicazioni provenienti
  dallinterno

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Linguaggi di scripting lato client

• E possibile inserire piccoli programmi
  allinterno del codice html (tag ltscriptgt)
• Tali programmi vengono interpretati dal browser
• Attraverso tali linguaggi è possibile definire
  pagine web dinamiche
• Il cui aspetto e contenuto cambia in risposta a
  eventi compiuti dallutente (es. click del mouse,
  ...)
• Principali linguaggi
• Javascript simile a Java, standard (ECMA
  script), utilizzabile con tutti i principali
  browser
• VBscript derivato dal Visual Basic, proprietario
  (MS), direttamente utilizzabile con il solo
  Internet Explorer

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Javascript Esempio

• lthtmlgt
• ltheadgt
• ltscript language"Javascript"gt
• function red_blue(data)
• if(data.style.color"red") data.style.color"bl
  ue"
• else data.style.color"red"
• lt/scriptgt
• lt/headgt
• ltbody bgcolor"FFFFFF"gt
• lth1 onclick"red_blue(this)"gtProva di
  javascriptlt/h1gt
• Cliccare sul titolo per cambiare colore.
• lt/bodygt
• lt/htmlgt

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Applet

• E possibile specificare (tag ltappletgt) che in un
  certo punto di una pagina web deve essere
  inserita una applicazione Java
• Il file .class dellapplicazione viene
  scaricato dal server ed eseguito dal browser (che
  integra una JVM)
• Attraverso gli applet è possibile eseguire
  applicazioni di ogni tipo sul client scaricandole
  dinamicamente dal server
• Si tratta d un esempio di mobilità di codice
• Esempi di applet
• Bottoni animati, banner pubblicitari, giochi,
  client per chat e altre applicazioni distribuite,
  ...

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Plugin

• Plugin Programmi esterni che si integrano con
  linterfaccia del browser per gestire formati
  proprietari
• I browser più avanzati sono capaci di invocare
  plugin per gestire i formati che non vengono
  supportati direttamente
• Esempio Macromedia flash player, plugin vrml, ...

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Flash

• Linguaggio definito da Macromedia per descrivere
  pagine multimediali animate
• Integra funzionalità di descrizione di pagina
  (orientate a pagine grafiche) con un linguaggio
  di scripting per la gestione delle animazioni e
  degli eventi utente
• Particolarmente indicato per pagine con grafica
  animata

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VRML Virtual Reality Modeling Language

• Si tratta di un linguaggio per la descrizione di
  ambienti (mondi) 3D...
• ... contenenti hyperlink ad altri mondi o a
  pagine 2D in HTML
• Nellultima versione supporta effetti complessi
  come luci di vario tipo, texture, effetto nebbia,
  meccanismi di collision detection, suoni...
• ... e si integra con Java e Javascript per la
  gestione dinamica dei mondi
• Non è unestensione di HTML, bensì ne è un
  complemento, pertanto richiede browser o plug-in
  dedicati
• I mondi VRML possono essere creati a mano, ma
  solitamente vengono costruiti attraverso appositi
  editor grafici

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CGI Common Gateway Interface

• Si tratta di uno standard per interfacciare
  applicazioni esterne con server HTTP
• Esempi di utilizzo generazione automatica di
  documenti prelevando dati da DB, interpretazione
  di dati provenienti da form, comunicazione con
  server applicativi di tipo diverso, ...
• A fronte di una richiesta da parte del client
  viene eseguito sul server un programma che riceve
  come parametri i valori specificati nella
  richiesta
• Il programma produce una risposta che viene
  impacchettata dal server e instradata al client

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CGI Funzionamento

• Un URL può referenziare un programma
• Il server viene configurato in modo da tradurre
  particolari path (solitamente .../cgi-bin) in
  invocazioni di programmi in particolari directory
  (ad es. /www/scripts)

http//www.ms.com/cgi-bin/prg.tcl/usr/info?choice
yesqhigh
Directory CGI
Programma
Informazioni Extra
Query data
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Programmi CGI e comunicazione server-gateway

• I programmi CGI possono essere scritti in
  qualunque linguaggio di programmazione
• C, C, Tcl, Perl, Bourne shell, ...
• Esistono diverse librerie per limplementazione
  di programmi CGI
• Per estrarre i dati provenienti dal client...
• ... e per generare la risposta
• La comunicazione tra server e gateway sfrutta
  speciali variabili dambiente e/o lo standard
  input per i dati in ingresso...
• ... mentre i risultati sono prodotti dal gateway
  sullo standard output
• Una volta che il programma CGI ha generato una
  risposta, il server vi aggiunge tutti i campi
  necessari alla gestione del protocollo HTTP
  (codice di stato, autenticazione etc.) e la
  spedisce al client

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Linguaggi di scripting lato server

• Invocare programmi esterni per generare pagine
  web al volo è molto costoso in termini
  prestazionali
• Per ottenere lo stesso risultato si possono usare
  script inseriti allinterno della pagina html...
• ... interpretati dal server per generare la
  pagina finale vera e propria
• Principali linguaggi oggi in uso
• VBscript o Javascript (ASP - Active Server
  Pages), Java (JSP - Java Server Pages), PHP
  (opensource)

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Servlet

• Programmi del tutto equivalenti ai programmi CGI
  ma scritti in Java, compilati, ed eseguiti in una
  JVM integrata nel server
• Usate per generare pagine al volo...
• ... accedendo a DBMS esterni...
• ... o comunicando con server applicativi di tipo
  diverso
• Più efficente rispetto alle tecnologie
  interpretate (si esegue codice Java compilato)
  e anche rispetto al protocollo CGI (la JVM nella
  quale le servlet eseguono è integrata nel server
  web)