analisi del modello OSI
livello collegamento dati
(data link layer) ha il compito di trasferire senza
errori blocchi di dati detti trame (frame), suddividere
e ricomporre i messaggi in trame, gestirne il
controllo di flusso, rendere invisibile la topologia dei
collegamenti sottostanti. Protocolli standard: HDLC.
livello
collegamento
dati
SYN INDIR dati SYN
livello
collegamento
dati
trama
Modelli di riferimento
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analisi del modello OSI
livello collegamento dati - servizi
funzioni richieste ai servizi non connessi
• suddividere in frame e ricomporre le N_IDU
• individuare gli errori di flusso
• individuare e correggere gli errori sui dati
funzioni richieste ai servizi connessi
• stabilire e rilasciare la connessione
• trasferire i dati con le funzionalità connectionless
Modelli di riferimento
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analisi del modello OSI
livello collegamento dati - errori sui dati
codici di Hamming
• rilevano e correggono gli errori
• per rilevare d errori è necessario un codice a distanza d+1
• per correggere d errori è necessario un codice a distanza 2d+1
• per gli errori a raffica si usa la trasposizione a griglia
codici a ridondanza ciclica (CRC)
• rivelano solo la presenza di errori
• facilmente implementabili via hardware
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analisi del modello OSI
livello collegamento dati - errori sul flusso
protocollo Stop-and-Wait
• il mittente invia un frame, azzera il contatore di tentativi, fa
partire il timer di attesa risposta e si pone in attesa
• se entro il tempo impostato dal timer non riceve risposta
incrementa il contatore e ritrasmette il frame fino ad un
numero massimo di tentativi
• se riceve risposta positiva, ricomincia con un nuovo frame
• se riceve risposta negativa, riprova con lo stesso frame
• i frame devono essere numerati per riconoscere le
duplicazioni, è scadente per tempi di latenza consistenti
Modelli di riferimento
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analisi del modello OSI
livello collegamento dati - errori sul flusso
protocolli Sliding window
• si adotta la tecnica del piggybacking
• il mittente ha una finestra di trasmissione contenente i
numeri dei frame spediti e non ancora confermati; ogni
nuovo frame da trasmettere allunga la finestra verso l’alto,
ogni riscontro positivo la restringe dal basso; la dimensione
della finestra impone la dimensione del buffer
% segue
Modelli di riferimento
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analisi del modello OSI
livello collegamento dati - errori sul flusso
protocolli Sliding window (segue)
• il destinatario ha una finestra di ricezione contenente i
numeri dei frame che si aspetta di ricevere; quando arriva il
frame con il primo numero atteso, il frame viene passato al
livello superiore, si emette un riscontro positivo e si sposta il
contenuto della finestra verso l’alto di un posto
• è ammesso il pipelining (più frame trasmessi senza
attendere risposta). Varianti tradizionali:
– go back N
– selective repeat
Modelli di riferimento
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analisi del modello OSI: livello rete
(network layer) ha il compito di trasferire messaggi
collegando anche reti diverse; svolge funzioni di
indirizzamento, instradamento, controllo del flusso
(congestione). Rende invisibile la tecnologia di
commutazione. Protocolli standard: X.25 PLP
livello
rete
Modelli di riferimento
livello
rete
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analisi del modello OSI
livello rete : internetworking
instradamento
• funzioni di routing e di relayng
• ottimizzazione per l’utente (tempi di attraversamento) e per
il gestore (massimo utilizzo delle linee)
compatibilità
• diversi schemi di indirizzamento, di formato dei pacchetti,
di controllo di flusso e di gestione degli errori
• tratti con servizi connessi e tratti non connessi
Modelli di riferimento
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analisi del modello OSI
livello rete : tecniche di indirizzamento
routing by network address
• per servizi non connessi
• utilizza tabelle di instradamento (#link e new_addr)
label swapping
• per servizi connessi
• usa identificatori invece di indirizzi
Modelli di riferimento
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analisi del modello OSI
livello rete : algoritmi di indirizzamento
statici
• tabelle di instradamento fisso
dinamici
• globali (centro che calcola le tabelle per tutti)
• locali (backward learning)
• distribuiti (con o senza il calcolo dello stato globale)
Modelli di riferimento
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analisi del modello OSI
livello trasporto
(transport layer) ha il compito di rendere invisibile
all’utente il collegamento sottostante, assicurando il
trasporto privo di errori. Fornisce molteplicità verso
l’alto e verso il basso. È di competenza del fornitore
del servizio.
livello
trasporto
Modelli di riferimento
livello
trasporto
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analisi del modello OSI
livello trasporto
classificazione dei servizi
• in base delle percentuali degli errori segnalati e residui
meccanismi di trasporto
• acquisizione dell’indirizzo di livello trasporto (per il
multiplexing) (prestabilito, name server, processor server)
• richiesta e rilascio della connessione
• trasferimento dati, con riscontri semplici o multipli, con
controllo del flusso
Modelli di riferimento
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analisi del modello OSI
livello sessione
(session layer) ha il compito di gestire una sessione
di trasferimento dati, cioè un modulo operativo
strutturato suddivisibile in attività e unità di dialogo
delimitate da opportuni punti di sincronizzazione
livello
sessione
Modelli di riferimento
livello
sessione
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analisi del modello OSI
livello presentazione
(presentation layer) ha il compito di rendere
possibili ed efficienti trasferimenti tra sistemi
diversi: offre funzioni di traduzione di sintassi, di
crittografia e di compressione.
livello
presentazione
livello
presentazione
Modelli di riferimento
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analisi del modello OSI
livello presentazione
trasformazione delle rappresentazioni
• sintassi del mittente, del destinatario ed astratta
crittografia
• sostituzione
• a chiave privata
• trasposizione
• a chiave pubblica
compressione
• a lunghezza variabile
• a dizionario
• a lunghezza di sequenza
• a frattale
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analisi del modello OSI
livello applicazione
(application layer) fornisce servizi comuni alle
applicazioni, quali la gestione della sessione
(compimento bifase, recupero, ripristino), e servizi
specifici richiesti solo da qualche applicazione, quali
servizio di terminale remoto, di trasferimento file e
di posta elettronica.
livello
applicazione
livello
applicazione
Modelli di riferimento
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analisi del modello OSI
il trasferimento dei dati
(imbustamento) ogni livello aggiunge le proprie
informazioni (indirizzo ed eventuale codice di
correzione) a quelle che gli arrivano dal livello
superiore, e le estrae dalle informazioni pervenute
dal livello inferiore.
In OSI le informazioni seguono un percorso effettivo
verticale tra i vari livelli, ma si basa sul trasferimento
virtuale tra i livelli, regolato dai rispettivi protocolli.
Esempio del traduttore simultaneo.
Modelli di riferimento
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percorso virtuale dei dati
processo
mittente
livello
Applicazione
protocollo di livello applicazione
livello
Presentazione
protocollo di livello presentazione
livello
Sessione
protocollo di sessione
livello
Trasporto
protocollo trasporto
livello
Rete
processo
destinatario
dati
protocollo rete
livello
Collegame. dati
livello
fisico
DH
AH
PH
livello
Applicazione
dati
livello
Presentazione
dati
SH
livello
Sessione
dati
TH
livello
Trasporto
dati
NH
livello
Rete
dati
dati
DT
DH
bits
dati
bits
DT
livello
Collegam. dati
livello
fisico
percorso reale dei dati
Modelli di riferimento
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modello TCP/IP
organizzazione generale
• alla base di Internet, quindi collaudato e diffuso
• trascura i primi due
livelli, che denomina
semplicisticamente Host
To Network
• trascura totalmente i livelli sessione e presentazione di OSI
Modelli di riferimento
Architettura degli elaboratori -2A.Memo
4
applicazione
7
6
5
3
trasporto
4
2
internet
3
1
host to
network
2
1
31
modello TCP/IP
livello host-to-network
• il modello TCP/IP non fa alcun riferimento
all’implementazione di questo livello
Modelli di riferimento
Architettura degli elaboratori -2A.Memo
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modello TCP/IP
livello internet
• equivalente al livello rete di OSI, offre servizi non
connessi e non confermati
• i pacchetti possono arrivare disordinati e per
strade diverse
• paragone con il servizio postale ed un gruppo di
cartoline (trasparenza del percorso e della tariffa)
• il protocollo che lo regola è IP (da Internet
Protocol)
Modelli di riferimento
Architettura degli elaboratori -2A.Memo
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modello TCP/IP
livello trasporto
• equivalente al livello trasporto di OSI
• vi operano almeno due protocolli:
– TCP, da Transmission Control Protocol, offre servizi
connessi ed affidabili; frammenta il messaggio in
pacchetti e poi li ricompone, controlla il flusso di dati
evitando anche congestioni
– UDP, da User Datagram Protocol, offre servizi non
connessi, per quelle applicazioni che vogliono
effettuare direttamente il controllo degli errori, oppure
per situazioni a pacchetto singolo (client/server)
Modelli di riferimento
Architettura degli elaboratori -2A.Memo
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modello TCP/IP
livello applicazione
• equivalente al livello applicazione di OSI
• vi operano molti protocolli:
– TELNET, per la gestione di un terminale virtuale
– FTP, da File Transfer Protocol, per trasferire file
– SMTP, da Simple Mail Transfer Protocol e POP3, da
Post Office Protocol, per gestire la posta elettronica
– HTTP, da HyperText Transfer Protocol, per il www
– DNS, da Domain Name Server, per la gestione dei nomi
(simbolici) a domini
Modelli di riferimento
Architettura degli elaboratori -2A.Memo
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modello TCP/IP
protocolli più utilizzati
TELNET
FTP
SMTP
TCP
HTTP
UDP
trasporto
IP
IEEE 802
Modelli di riferimento
applicazione
rete
SLIP
RS-232
Architettura degli elaboratori -2A.Memo
PPP
host -to
network
36
confronto OSI - TCP/IP
concetti generali di OSI
• OSI si basa sulle definizioni di
– livello, offre servizi al livello superiore sfruttando quelli
del sottostante, nasconde l’implementazione (= oggetto)
– servizio, uno dei compiti del livello, non come è fatto
(= uno dei metodi disponibili di un dato oggetto)
– interfaccia, modalità di accesso ad un servizio
(formalismi dei metodi)
– protocollo, gestore del livello (= codice interno
dell’oggetto, sua implementazione, non visibile)
Modelli di riferimento
Architettura degli elaboratori -2A.Memo
37
confronto OSI - TCP/IP
concetti tecnici
• OSI viene sviluppato prima dei suoi protocolli,
quindi è di validità generale. Si basa su
un’architettura a 7 livelli, ed ogni livello può
essere connesso o meno
• TCP/IP venne sviluppato attorno a due protocolli
preesistenti, facendolo coincidere con loro; non si
adegua ad alcun stack di protocolli diverso dal
TCP/IP. Si basa su un’architettura a 4 livelli. TCP
è di tipo connesso, IP non lo è.
Modelli di riferimento
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confronto OSI - TCP/IP
critiche al modello OSI
• momento sbagliato: la fase di ricerca dei
protocolli di comunicazione era già terminata,
mentre erano stati già fatti i primi investimenti
sullo standard TCP/IP
• tecnologia sbagliata: scelta dei livelli influenzata
da SNA dell’IBM, molto complessa e inefficiente,
trascurati i protocolli non connessi (utilizzati nelle
LAN), mentalità comunicazionista (indication?)
• prime implementazioni di scarsa qualità
Modelli di riferimento
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39
confronto OSI - TCP/IP
critiche al modello TCP/IP
• non è generale
• non affronta il livello Host-To-Network e lo
interpreta come un’interfaccia invece che come un
livello (non distingueva i termini)
• molti protocolli della suite sono privi di assistenza
e/o manutenzione
Modelli di riferimento
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