Principidi Retidi Calcolatorie Problematiche di Internet · ... Local Area network) Rete...

Prin cipi di Ret i di Calcolatori eProblem a tiche di Interne t

Pro f . S an t o Mo t ta

Prof. Francesco Pappalardo

Prin c ipi di Re t i d i Ca lco la t o ri e Prob l

MODEM

Reti d i Calcola tori

MODEM

2

Prin c ipi di Re t i d i Ca lco la t o ri eProb lematiche di internet


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� Cosa è u n a re t e?➣ Pun to di vis t a log ico: s is t e m a di da ti e d

u t e n ti distribu ito➣ Pun to di vis t a fis ico : in sie m e dihardware, colle g am en ti, e p rotocolli cheperm e ttono la com u n ica zio n e tram a cchine rem ot e



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� Una rete di calcola tori offre alcuniva n t agg i rispe tto a ll’u so di uncalcola tore isola to :� Condivision e de ll’Informa zion eCondivision e de lle RisorseAcce s so a Risors e Remo t eAlta Affida b ilit àConve n ien za EconomicaCres cita Gra du a le

�

�

�

�

�


Mezzi fisici di tr a smiss ione da ti

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� Mezzi di tr asm issio n e (bp s = bit /se c )

Cavo a doppino intrecciatoDoppino te lefonico (ve locità 2400-9600

fino ai 20 Mbit /s ADSL2+ )Cavo Ethernet (fino a 100 Mbit/s - 1 Gbit/s)

Cavo coassia le (10 4-10 6 bps)Fibra ott ica (monomodali e multimodali) (b it

= a sse nza/pre se nza se gnale luminoso; 10 9 bps)Ond e e lettromagne tiche (e s . via sa te llite )


Trasmissione del segnale Digita le-Ana log ico

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L’in fo r m a zione t ra sm e s s a è d i g i t a l e (s e q u e n za di b it)

S e g n a li = a n a lo g ic o (co n tin u o )

Il M o d e m (M o d ula to re - D e m o d u la to re ) t r a s fo rm a u n a s e q u e n z a di b it in s e g n a lia n alo g ici e vice v e rs a

M e c c a n i s m o d i f u n z i o n a m e n t o : u n ’ o n d a b a s e d e t t a f r e q u e n z a p o r t a n t e oc a r r i e r v i e n e o p p o r t u n a m e n t e m o d u l a t a p e r t r a s m e t t e r e u n s e g n a l e .

T i p i d i m o d u l a z i o n e :- Modulazione in freq u enza: il m o dem a lte ra in frequ enza u n a s equ enza porta n te 0 = freq più

b a ss a ;1 = freq più alta …- Mo dula zione in a m p iezza: Si modula l’ampiezza del carrier.

- Modulazione in fase: Si modula la fase del carrier.

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ASK (Amplitude Shift Keying) => Modulazione d'ampiezza (deriva dall’AM)

FSK (Frequency Shift Keying) => Modulazione di frequenza (deriva dalla FM)

PSK (Phase Shift Keying) => Modulazione di fase (deriva dalla PM)

DPSK (Differential Shift Keying) => Modulazione di fase (deriva dalla PM)

QAM (Quadrature Amplitude Modulation) => Modulazione mista di ampiezza e fase

Tipi di modulazione

Segnale

Modulazione in ampiezza

Modulazione in frequenza

Modulazione in fase


Velocità delle ret i d i Calcola tori

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�Le p re s ta zioni di u n a r e t e so n o d a te d a llala rg h e zza d i b a n d a .

�La la rghe zza di band a indica la quantità di

in formazione che la re te è in g rado di tr a sm e tte re.La la rghe zza di band a viene misura ta in b it a l

s econdo:�

• un colle g a m e n to telefon ico via m o d e m a n a l o g i c o P S T N (fin o a 5 6 Kb ps).

• un colle g a m e n to telefon ico d e d ica to ISDN (fino a 128 kbps usando 2 canali) o ADSL (fino a 20Mb ps).

• un colle g a m e n to di u na r e te loca le (fin o a1Gb p s).


Da PSTN a ADSL

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Come siamo passati dai 56kbps dei vecchi modem PSTN ai 20 Mbps (ed oltre) dei moderni modem ADSL visto che entrambe utilizzano lo stesso supporto?

PSTN: Usava modem analogici che modulavano opportunamente un segnale sonoro attraverso il doppino telefonico.

Il cavo di rame del doppino telefonico è però in grado di trasmettere non solo le frequenze che vanno da 0 a 4 kHz (comunicazione vocale) ma è in grado di arrivare molto oltre (ordine di 8000 kHz!!)

ADSL (Asymmetrical Digital Subscriber Line): Riservare le frequenze da 0 a 4 kHz per le chiamate. E dividere le frequenze più alte rimanenti (fino a 1104 per l’ADSL e fino a 2.2 Mhz per l’ADSL2) per la trasmissione digitale.

Le frequenze disponibili sono a loro volta divise in tanti canali di trasmissione di ampiezza di circa 4 kHz.

E la fibra?


Classificazione delle Reti in base alla dimensione

1 1

� Le r e ti s ono class ifica t e in b a s e a lla lorod im e n s ion e :

Rete personale (PAN: Personal area network)

Rete loca le (LAN: Local Area network)

Rete Me trop olita n a (MAN: Metropolitan area network)

Rete Ge o g ra fica (WAN: Wide Area Network)


Reti Loca li

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� Term inali n ella st e ss a s t a nza /e dificio:u tilizzano colle gam en ti d iret t i (se nzapa s sa re p er re ti pubbliche)

� Reti loca li più diffu se :� E th e r n e t e Fas t Et h e r n e t , G i g a b i t

e t h e r n e t . famig lia d i com pone n ti(ha rdwa re e s oftwa re ) c h e g e s tis conola t ra smis s ione d a ti in un a re te loca le


Re t e Locale

se rve r

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pc

pc

pc

LAN dorsa le

Pr in t e r


Reti Met ropolit a ne e

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Ge o gra fich e� Nodi dis tribu iti su dis t a nza m e d io-lunga

E’ poss ib ile usa re�

� la re te di com u n icazion e p u b blicau tilizza n d o m o d e m o a ffit ta n d o line e d i t ra s mis s ione (PSTN)re ti d ig it a li d i t ra s mis s ion e d a ti (ISDN /ADSL)

�

� Trasm iss ione da ti: a t t raverso m e s saggi

t r a sm is sione

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Topologia di una Re t e

� A s t e lla = tu tti i nodi sono colle g a ti a dun e labo ra tore ce n t ra le (che sm is t am e s saggi)

� Ad a ne l lo = t reno di m essaggi

� A b us = nodi disposti lungo un unicoc an a le

� I r rego la r e = a t t rave rso host e nodi di


Me ssa ggi?

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S eq u e n ze d i b it (com e a l s o lito…) trasmesse da una sorgente ad una destinazione attraverso una rete.

Mitte n teD est inata rioCa ratte ri di controllo (pe r consiste nza)Co n te n u toNumero del pacchetto (per r icos t ru i re i l messaggio)Timestamp del pacchetto (da ta e ora)

Nodo d i tras mis sion e ( r o u t e r ) : rice v e e rit ras m e tte u n m e s s a g g io a ld e s tin a t a rio o a d u n n od o vicino s e il d e s tin a ta rio no n è direttamentecolleg a to

Rou t in g = il p e rcorso d el m e s s a g gio n e lla r e t e p u ò e s s e r e s ta tico o

d ina m ico .

I messaggi che vengono trasferiti da un computer ad un altro vengono di solito spezzettati in pezzi più piccoli ed impacchettati in pacchetti di uguale lunghezza che contengono:


Classificazione in base al tipo di connessione

1 8

• Come vengono instradati i pacchetti all’interno di una rete (routing)?

• Reti a commutazione di circuito: Viene stabilito un percorso fisso tra sorgente e destinazione. Tutti i pacchetti del messaggio seguiranno quel percorso.

• Vantaggio: i pacchetti vengono consegnati nell’ordine di spedizione. • Svantaggio: Se il tragitto si interrompe in un punto c’è alto rischio

di perdita di dati.

• Reti a commutazione di pacchetto: Ogni pacchetto può seguire un percorso tra sorgente e destinazione destinazione diverso.

• Vantaggio: più “resistente” nel caso di interruzioni del percorso. • Svantaggio: L’ordine dei pacchetti non è (quasi mai) garantito.

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Circuit Switching

Packet Switching

Router


Pro tocolli di Comunicazione

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� Utilizza ti da i c a lcolato ri p e rd ialoga re

� Com e ne l ca so d ella cod ifica d e i d a ti, occor reu tilizza re deg li s ta ndard inte rn az ion a li p e rp roblem i d i com pa tib ilit à

� Esemp io� Modello TCP/IP (s ta n d a rd d e fac to)


Modello TCP/IP

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� Suddiviso in va ri liv elli� Applicazion e : softw a re a pplicat ivoTrasporto: t ras form a d a ti in m e s sag gi

usa ndo i proto colli TCP (tra smiss ione s icura ) eUDP (t rasmission e veloce).

Intern et : p ro tocollo IP d i spe dizion e d e i m essa ggi su lla re te ( rout ing) .

�

�

� In d irizzo IP = ind irizzo d egli h o st ( compute r ) in re te

� Fisico: A s p e tti le g a ti a l tip o d i re t e

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HTTP FTP SMTP DNS

UDPTCP

I P

ARPANET LAN


Inte rne t

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� In te r-re te (cioè ch e colleg a m o lte s o t tore ti t ralo ro) n a ta d a lla fu sion e d i divers e ret i d i a g e n zieg o v e rn a tive a m e rica n e (ARPANET) e re ti d iu n ive rs it àRete di calco la to ri ch e p e r m e t t e po te n zialm e n tela com u nicazione tra tu tti i calco la to ri d e lm o n d o:

�

� Un indirizzo dive rso p er ogni calcola tore (ind irizzo IP)

Protocollo di com u n icaz ione com u n e (TCP/IP) p e r los ca m b io di m es sa gg i t ra i calco la tori

�


Ind irizzi IP (Livello Internet)

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� Un indirizzo IP è composto da unas equenza di qua ttro numeri compresi tra 0e 255 (IPv4).

160 .78 .28 .83Esiste un sist ema de t to Domain Name

System (DNS) che perme tte di a ssocia re dei nomi sim bolici agli ind irizzi IP.

foresto.ce .unip r.it www.un ipr.it WWW.UniPR.IT

�


Ind irizzi IPv4 e IPv6

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• Attualmente non sufficienti. Si usano di solito degli escamotage (es: indirizzi IP Dinamici).

• Futuro: IPv6 (2128 indirizzi possibili) (8 word da 16 bit, o 8 gruppi di 4 cifre esadecimali)

• es: 2001:0db8:85a3:0000:1319:8a2e:0370:7344

• Quantificando con un esempio, per ogni metro quadrato di superficie terrestre, ci sono 655.570.793.348.866.943.898.599 indirizzi IPv6

unici (cioè 655.571 miliardi di miliardi), ma solo 0,000007 IPv4 (cioè solo 7 IPv4 ogni milione di metri quadrati) (fonte wikipedia).

• Abbiamo 232 (4 miliardi circa) possibili indirizzi.

• Alcuni indirizzi e range di indirizzi “speciali” sono riservati (reti private,

broadcast etc…)

• Originariamente suddivisi in classi:


Ind irizzi IP privati e speciali

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Ind irizzi IP e denominazione simbolica

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� I nom i s im bo lici a s so cia ti a gli ind irizzi IPn on so n o libe ri, m a a s s e g n a ti da u fficia ppos iti.

� Il s im b olo te rmin a le è a s s e g n a to a livellointe rn az ion a le e p uò e s s e re d i d u e tip i:� Indic a n te il t ipo di orga n izzaz ione

� come d ugovn e tb i zorg

�

�

�

�

�

� Indic a n te la n a z ione (it , uk, fr, …)


Dominio

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�Domini = suddivision e logica di In te rne t per

fa cilita re la g e s tione d e i nom i de lle risorseIn te rne t è su ddivisa in un a m o ltitu dine di

domini ra dice�

� Domin i n a zionali: u k it d e u s j p e uDomin i g en eric i: com o r g e d u b i z �

� Un d omin io ra dice (o d i pr imo l ive l lo )includ e u n a co llezion e d i hos t e p uò e s s e r es u d diviso a s u a volta in so t tod omin i e cos ì via

�Sottod omin io d e l vostro dipartimento:

www.dsf.unict.itdominio radice (o di primo livello)

Sottodominio


Spazio dei nom i dei domini

c o m gov org it jp

unic t unipi

dmi ce d a di

yahoo

microsofta c co

.....

............

r e s e a rch

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Na m e Serve r (Se rve r DNS)

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�Lo spazio de i nom i è d iviso in zone (domini)

g e s tite da un se rver principale e se rve rse conda ri nei qu a li è m ante nuta la lista d e glihost inclusi n e l dominio ste sso (da taba se d e i nomi)� S e u n s e rve r n on trova u n n om e n el s uo

d a t a b a s e m a n d a u n a rich ie s ta a l s e rv e r d e l do min io a n te n a to o s u c c e s s ore e così via(in te rrog a zion i ricors ive )

� Questi server m a n t e n g o n o in memoriagli ind irizzi più richiesti/più recenti re cu p e ra tit ra mite a ltr i s e rve r.


Dom a in Nam e Sys t e m ( l i v e l l o a p p l i c a z i o n e )

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� Lo s p az io d e i n om i è m e m orizza to q u indi so tto for m a d i da ta b a s e d is tribu ito (DNS)Ogn i re t e loca le h a u n p rop rio s e rve r DNSch e ma ppa n om i log ici (ind irizzi DNS) inind irizzi fisici (ind irizzi IP)Ricord a te c h e

�

�

� Indirizzi IP = codice bina rio utilizz a to da l protocollo diinvio da ti d e l m o d ello TCP/IP (live llo In te rne t )Es. 1 2 1.34 .1 6.19�


Se rv izi d i Inte rne t

35

� La re te in terne t fornisce qua ttroservizi (protocolli) p rincipali:� FTP (File Tran s fe r Protoco l)

SMTP (pop/imap) (Sim ple MailTra n s fe r Pro to co l)TELNETHTTP (Hyp e rTe xt Transfer Protoco l)

�

�

�


WorldWide We b

36

�Assiem e alla posta ele ttron ica , il

WorldWide Web (WWW o We b) è il modopiù diffuso di u tilizzare la rete In terne t.

Il Web perme tte agli uten ti di In t e rne t dimet tere a disposizione e d i a cce dere adocumenti via HTTP.

Il Web si bas a su due prog rammi:

�

�

� Il We b s e rve rIl We b clien t (b rows e r)�

Attenzione: Internet -> Rete di computersWWW -> Servizio di Internet (che usa servizi di TCP/IP) basato sul concetto di

ipertesto


L’ipe rte s to g loba le

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� 1990 : l’ide a della ragna tela (we b) aprotocollo un ico un ive r sa le (CERN diGinev ra )1993 : sviluppo della p ia t t a forma adin ter faccia g ra fica pe r l’acce s so ai s iti(200 s e rve r web )1998 : va rie dec in e di m ilioni di s e rve rw eb2000 : 500 milioni di s e rve r web

�

�

�


Il succe sso del we b

38

� Dis tribuzione p la ne t a ria : s i s e rve delca na le d i dis tribuzione più vas to eram ifica to del m o ndo (Internet attraverso le line e tele fon iche)Facilità di u tilizzoOrgan izzazione iper te s tu a lePos sib ilità di trasme t tere / riceverein for m a zioni m ult im e d ialiSemplicità di ges tione pe r i fornitori diin for m a zioni (tu tti g li u ten ti)

�

�

�

�


I concett i ba se del WWW

39

Iper te s to : infor m a zione org a n izza ta in m o donon s e que nzia le m a r e t ico lare

Esem p io di inform azion e s e qu e n ziale : libroin cu i le p ag ine sono le t te in s e qu en za

Un ipe r t e s to è cos t itu ito d a u n ità in form a tive(nod i) e collegam en ti che p e rme tto no dip a s s a re da un nodo ad un a ltro


World Wide We b (WWW)

40

�Archite ttu ra softwa re per ge s tire da ti

distribuiti ge ogra ficam en te , ba sa ta sullanozione di iperte stoPagin e w e b : iperte s ti che possono conte nere

tes to , im m a gini, suoni, p rogram m i e seg uibili�

� u n u te n te leg g e le pagin e , se se leziona u n lin k(collegam ento ad un’altra pag ina , e ve n tua lm e ntecon te nuta in un s erve r rem oto, a s s ociato ad unogge tto d e ll’ipe rte s to ) la pag ina vie ne so s tituitacon q u ella rich ie s ta

� Si a p p og g ia a HTTP e a TCP/IP, e q u indi ècom p a tib ile con og n i tip o d i m acchin a co lleg a taa d In te rne t


Stru t tura del We b

41

�

�

Arch ite t tu ra Clie n t - s e r v e rClie n t (a d e s e m p io In te rne t Exp lore r)p e r m e t te la n a vigazione n e l we b� trasm ette le rich ie s te d i p a gine /d a ti re m o ti, rice ve

le in form a zion i e le visualizza sul com p u te r su l q ualeè in e s e cuzioneA volte u tilizza p rog ra m m i e s te rn i (plug -in ) p e rg es tire i d a ti rice vu ti, se cod ifica ti s e condo for m a ti non sup p orta ti

�

� Il S e r v e r è u n p r o c e s s o s e m p re a ttivo ( su un compute r r emoto ch e a spe t t a e s e rv e le rich ie s te d e iclien t

� Res titu isce la pa g ina richies ta op p u re u n m essaggiodi e rrore


Arch ite t tura Clie nt - Server

Exp lorer

CNN.COM

Late s t News

42

SERVER

INTERNET

Rich ie s t a

Pagina


Le regole del we b

�

�

For m a to u n ive rsa le d e i do cum e n ti (HTML)Hyper text markup languageProto collo (lingu a g gio) di co m u nicazion e“s t a n d a rd ” tra l’u te n te (clie n t ) e d il s e rv e r: HTTPHyper text trasport protocol

� Stru m e n to e s s e n zia le è il b row ser :p rog ram m a ch e rice ve i com andi-u te n te , li t r a s m e t te a l s e rve r, rice ved a q u e s to le in for m a zioni (d ocu m e n t i) rich ie s te , n e in te r p re t a ilform a t o e n e e ffe ttu a lap re se n ta zione s u l PC sul q u ale è in e s e c u z i o n e

43


Le regole del we b

44

� Att rave rso a p p o sit i p rog ra m m i (CommonGa tewa y In terfa ce ) il s erve r we b e se g uele rich ie s te del clie n tIl linguaggio HTML (Hype r TextMa rkup Langua ge)

�

� Le ist ruzioni con te n g on o d e i m a rca tori, d e ttita g (s e q u e nze di c a ra t te ri ASCII) ch es e rvono a d e s crive re la s tru ttu ra , lacom p os izion e e l’im p a g inazione d e l d ocu m e n to ip e r t e s tu a leAlcune componenti aggiuntive (filmati etc. .)v e n g on o g e s tite d al b rows e r a t t r ave rs oa p po s iti p rog ram mi det t i plug-in

�


Le regole d i un iper testo

45

� I co lleg a m e n ti de vono e s s e re colloca ti inp u n t i in cu i il rife rim e n to a d a lt re in for m a zionisia rileva n te s e m an ticam en te (con tig u it àa n a logica, a p p rofon d im e n to , rife rim e n tote m a tico)WWW : i no d i s ono distrib u iti n e g li e labo ra torid e lla re t eCyber sp a zio in te s o com e p os s ib ilità di“s a lta re ” (n aviga re) d a u n p u n to a d u n q u als ias i a ltro d e lla re te (logico, fisico)

�

�


La t e cn ica di ind irizza m e n t o

� URL (Uniform Re source Loca tor): ind irizzo unico della r e t eInd irizzam e n to alla risorsa : file ,docume n to , p a gin a we b , com puter….Ese m pio di indirizzo:

�

�

� h t tp :// www.liberlib e r.it/in d e x.h t m

N om e d e l file

46

N om ecom p u t e r


URL: ind irizzi ne l WEB

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� Per a c c e d e re a u n a ris orsa s u We b bisog n acon o sce r e il s u o ind irizzo.

� L’in d irizzo è d e t to URL (Uniform Re sourceLoca t or) e d è com p os ta d a q u a t t ro p a rt i:

� Il p rotocollo (a d e s e m pio, h t tp ).� L’ind irizzo d el calco latore s u cu i è ine s e cuzione il We b s e rver .

� Il num ero di porta (op ziona le : d efa u lt 8 0 ).� Il p ercorso p e r a cc e d e r e il file .


URL: spec ifiche sta nda rd

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� Spe cifica :� Com e si vuole acce d e re a lla risorsa (m etodo)Dove si t rova la risorsa (ind irizzo se rve r DNS)Nom e d e lla ris ors a (nom e)

�

�

� Form a to :� Metodo://ho st /nom e

ht tp ://www.ce.unipr.it/inde x.h tmlht tp ://www.ce.unipr.it/h t tp ://www.ce.unipr.it/p eople /


Pro tocolli (“m e t o d i”)

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� h ttp : p rotocollo gestione ipe rt e stiftp : t rasferimen to filene ws : gruppi di discussionet e lne t: a ccede r e a m acch ine remot efile : a ccedere a docum en ti locali

�

�

�

�


Nom e

50

� Nome (mnemonico) di dom inio delserv er DNS al qua le si vuole ch ie d e r e larisorsa

� Esempio:� Serve r We b DII-PR: www.dii.un ip r.itSe rve r FTP DII-PR: ftp.ce .u nipr.it�


Nom e risorsa

51

� Pathnam e (cam min o) c h e po rta a l filecon ten te la ris orsa (e s . p a g ina , fo to , e cc)n e llo sp azio di d ati g e s tito d a l s e rve r ch e ès ta to con ta t ta to

� Solita m e n te ogni sito h a u n a pag ina di in g re ssod en omin ata index.h tml: p e r m olti se rve r è u n d e fault

� h ttp ://www.c e .u n ip r.it/ p e r m olti se rve r e quivale ah ttp ://www.c e .u n ip r.it/index.h tml

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