Gerarchia di protocolli e
servizi. Il modello ISO/OSI.
Il protocollo TCP/IP
Corso di Informatica ITC – Salesiani Vomero
Prof. Luigi Ilardi
Logo aziendale
Inquadramento
•
Prerequisiti: terminologia fondamentale inerente hardware e
software dei calcolatori,
conoscenze dell’architettura e apparati di rete
•
Obiettivi: conoscenza del concetto di protocollo, capacità di
saper associare a diversi servizi i rispettivi protocolli
•
Materia: Informatica
2
Argomenti della lezione
•
Premessa
•
Che cos'è un Protocollo
•
Introduzione al modello ISO/OSI
•
Introduzione Protocollo TCP/IP
•
Confronto ISO/OSI eTCP/IP
Reti di calcolatori
•
•
Insieme di calcolatori collegati tra loro, in
grado di scambiarsi informazioni
Il collegamento può utilizzare tecnologie
varie (fili elettrici, onde radio, fibre
ottiche)
1010
•
L’insieme dei calcolatori è in genere
eterogeneo (sia per architettura
hardware, che sistema operativo)
4
Comunicazione Umanistica
5
Comunicazione schematica tra
computer
6
Protocolli e standard
•
•
Per consentire un qualsiasi tipo di comunicazione occorre
stabilire delle convenzioni tra le macchine (i nodi) che
intendono “colloquiare” su una rete .
Con il termine protocollo di rete si indica l’insieme di regole
di comunicazione che devono essere seguite da due o più
interlocutori affinché siano in grado di capirsi.
7
Protocolli e standard
•
•
Per scambiarsi dati due entità devono accordarsi su un
protocollo
–
Il protocollo definisce le regole da seguire per il
trasferimento dei dati
–
Sintassi - formato dei dati (campi del pacchetto)
–
Semantica - significato (uso dei campi del pacchetto)
–
Sincronizzazione – modalità di invio dei dati quando
mittente e destinatario elaborano i dati a velocità diverse
Gli standard forniscono le linee guida per assicurare il
l’interconnessione tra reti eterogenee.
8
Modello ISO/OSI: obiettivi
•
ISO - International Standards Organization
•
OSI - Open Systems Interconnection
•
E’ un modello di riferimento a livelli NON un architettura di
rete
•
•
definisce i livelli e dice COSA devono fare
Per ogni livello sono stati definiti degli standard
•
definiscono COME deve funzionare
9
Perché usare i livelli
•
Esempio comunicazione telefonica
Utente Chiamante
Utente Ricevente
Composizione
numero
Squillo del telefono
Attivazione del
collegamento
Attivazione del
collegamento
Generazione del segnale
da trasmettere
Riconoscimeto del segnale
di chiamata
Trasmissione del
Segnale elettrico
Ricezione del
segnale elettrico
Rete
Telefonica
10
Il modello ISO/OSI
La figura seguente, che in seguito sarà ampiamente commentata, illustra tali
livelli organizzati gerarchicamente in una pila verticale:
•
Livello 7
•
Livello 6
•
Livello 5
•
Livello 4
•
Livello 3
•
Livello 2
11
I livelli
•
La rete è organizzata come una serie di strati (livelli)
–
Ogni livello fornisce una serie di servizi al livello superiore
mascherando come questi sono implementati
–
Ogni livello passa dati e informazioni al livello sottostante
sino a raggiungere il livello fisico che effettua la
trasmissione
Messaggio
010101010101
010101010010
–
From Host A
To Host A
Network XY
Ogni livello di un host comunica con il livello
corrispondente di un altro host utilizzando
12 un opportuno
Scambio dati
Host2
Host1
7
Dati L7
6
Dati L7
5
4
3
2
1
Header
H6
Dati L6
7
Dati L7
Dati L7
H5
Dati L5
Dati L4
Dati L4
Dati L6
H4
6
H6
Dati L5
H3
Dati L4
H2
01010100000100010010010010010
5
H5
Dati L4
4
H4
3
H3
H2
01010100000100010010010010010
2
1
Livello 7: Applicazione
Applicazione
Presentazione
•
Sessione
Permette all’utente di
utilizzare la rete tramite
interfacce
Trasporto
Rete
Dati
Fisico
•
Supporta servizi di rete
–
e-mail, trasferimento di file
remoti, condivisione di
database, ecc..
14
Livello 6: Presentazione
Applicazione
•
Presentazione
Sessione
Trasforma i dati forniti dalle
applicazioni in un formato
standardizzato
Trasporto
Rete
Dati
Fisico
•
Offre
servizi
di
comunicazione
comuni
come:
•
la
crittografia
la
compressione del testo e la
riformattazione 15
Livello 5: Sessione
Applicazione
•
Presentazione
Controlla la comunicazione
tra applicazioni
Sessione
Trasporto
•
Rete
Dati
Fisico
Qui vengono definite le
regole con cui si contatta
un calcolatore remoto, si
negozia un servizio, si
gestisce la connessione e la
si chiude
16
Livello 4: Trasporto
Applicazione
•
Presentazione
Sessione
Trasporto
Permettere un
trasferimento di dati
trasparente e affidabile
tra due host
Rete
Dati
•
Fisico
Crea i pachetti, apre e
chiude la connessione
tra server e client
17
Livello 3: Rete
Applicazione
Presentazione
•
Sessione
Trasporto
Rete
Dati
Fisico
•
Definisce la struttura degli
indirizzi di rete e le regole
con cui ogni singolo nodo
smista i pacchetti
Si occupa
dell’instradamento dei
messaggi (routing)
18
Livello 2: Data Link
Applicazione
•
Presentazione
Permettere il trasferimento
affidabile di dati (pacchetto)
attraverso il livello fisico.
Sessione
Trasporto
•
Rete
Dati
Fisico
Offre una comunicazione
affidabile ed efficiente a due
macchine adiacenti, cioè
connesse fisicamente da un
canale di comunicazione
19
Livello 1: Fisico
Applicazione
Presentazione
Trasmettere i singoli bit sul mezzo
trasmissivo(un canale di
comunicazione)
Sessione
Trasporto
Rete
Dati
Fisico
Si occupa della forma e del voltaggio
del segnale e delle caratteristiche
del mezzo fisico; delle
caratteristiche meccaniche,
elettriche delle interfacce di rete e
di tutti i componenti coinvolti
20
HUB
Applicazione
Applicazione
Presentazione
Presentazione
Sessione
Sessione
Trasporto
Trasporto
Rete
Rete
Dati
Dati
Fisico
Fisico
Fisico
21
BRIDGE (E SWITCH)
Applicazione
Applicazione
Presentazione
Presentazione
Sessione
Sessione
Trasporto
Trasporto
Rete
Rete
Dati
Fisico
Dati
Fisico
Dati
Fisico
Fisico
22
ROUTER (E LAYER-3 SWITCH)
Applicazione
Applicazione
Presentazione
Presentazione
Sessione
Sessione
Trasporto
Trasporto
Rete
Rete
Rete
Dati
Dati
Dati
Dati
Fisico
Fisico
Fisico
Fisico
23
GATEWAY
Applicazione
Applicazione
Applicazione
Presentazione
Presentazione
Presentazione
Presentazione
Sessione
Sessione
Sessione
Sessione
Trasporto
Trasporto
Trasporto
Trasporto
Rete
Rete
Rete
Rete
Dati
Dati
Dati
Dati
Fisico
Fisico
Fisico
Fisico
24
Esercizio per casa
•
Immaginiamo che due manager di due aziende distinte
devono scambiarsi una lettera. Tale lettera seguirà un
percorso ben preciso(segretaria, autista,furgone posta) per
raggiungere la sua destinazione.
Descrivere tali fasi seguendo il modello a livelli e specificare
a quale livello della pila ISO/OSI farà riferimento ciascuna
fase individuata.
I protocolli
•
Esistono molti diversi protocolli
•
I protocolli operano a vari livelli
•
Alcuni protocolli lavorano “in gruppo”
•
Verso la fine degli anni ‘70 si completa la
realizzazione dell’ Internet Protocol Suite, che
comprende i due principali protocolli :
–
TCP
–
IP
26
TCP/IP
•
TCP - Transmission Control Protocol
•
IP - Internet Protocol
•
•
Protocollo non proprietario standard utilizzato per la
comunicazione tra computer in Internet
Architettura di rete ideata per collegare reti di natura
diverse
27
Modello TCP/IP
•
•
I due protocolli che compongono il TCP/IP si occupano
di aspetti diversi delle reti di computer.
TCP/IP insieme (suite) di protocolli organizzati a
pila(stack):
•
TCP garantisce la consegna dei messaggi senza errori di
trasmissione
•
IP gestisce l’indirizzamento dei computer nelle reti
28
Architettura di protocolli TCP/IP
•
5
4
3
1/2
Applicazione
Trasporto
Rete
I protocolli TCP/IP
corrispondono ad un modello
teorico a quattro livelli:
•
APPLICAZIONE
•
TRASPORTO
•
INTERNET
•
INTERFACCIA DI RETE
Network Access
•
Ciascuno dei livelli corrisponde
a uno o più dei sette livelli del
modello OSI.
TCP/IP e ISO/OSI: confronto
7
Applicazione
Applicazione
6
Presentazione
Trasporto
5
Sessione
4
Trasporto
3
Rete
2
Data Link
1
Fisico
Rete
Network Access
TCP/IP
ISO/OSI
Livello Applicazione
•
Applicazione
Trasporto
Rete
Network Access
Il
livello
di
applicazione fornisce
alle applicazioni la
possibilità di accedere
ai servizi degli altri
livelli e definisce i
protocolli che verranno
utilizzati
dalle
applicazioni per lo
scambio dei dati.
Livello Trasporto
•
Applicazione
Trasporto
Rete
Network Access
•
Il livello di trasporto
fornisce servizi di
comunicazione per
sessioni e datagrammi al
livello applicazione.
I principali protocolli
sono:
–
TCP che fornisce un
servizio di comunicazione
affidabile, orientato alla
connessione. Il protocollo
TCP consente di stabilire
Livello Internet
•
Applicazione
Trasporto
Rete
Network Access
•
Coincide con iI livello
rete del modello
ISO/OSI ed il
principale protocollo
implementato in
questo livello è il
protocollo IP
(Internet Protocol).
Scambia cioè solo
pacchetti non
Livello Interfaccia di rete
•
Applicazione
Trasporto
Rete
Network Access
•
I livelli 1 e 2 non vengono
specificati: in quanto
TCP/IP doveva essere in
grado di appoggiarsi non
solo su qualsiasi supporto
fisico, ma anche su
qualsiasi rete.
L’unico compito è quello
di fornire il pacchetto del
corretto indirizzo di livello
2 del nodo della struttura
(LAN, MAN o WAN) con
TCP/IP
•
•
Livello di TRASPORTO
•
TCP
•
UDP (User Datagram
Protocol)
Livello di RETE
•
IP (Internet Protocol)
35
Confronto tra OSI e TCP/IP
•
•
Somiglianze:
–
Basati entrambi sul
concetto di pila di
protocolli indipendenti
–
Funzionalità simili in
entrambi per i vari livelli
Differenze:
–
OSI nasce come modello
36
di riferimento ed è molto