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L’ARCHITETTURA A STRATI ISO-OSI E TCP-IP (Generalità (Affinché sistemi…
L’ARCHITETTURA A STRATI ISO-OSI E TCP-IP
Generalità
Affinché sistemi diversi possano colloquiare per cooperare è necessario che utilizzino le stesse regole procedurali per effettuare il trasferimento delle informazioni
L’ISO (International Standards Organization) iniziò un processo di standardizzazione proponendo un modello di riferimento chiamato Open System Interconnection reference model (modello di riferimento OSI)
con l’obiettivo di definire le regole comuni affi nché i processi applicativi, residenti su computer di case costruttrici diverse, potessero comunicare tra loro
venne data una descrizione astratta delle modalità di comunicazione tra due o più dispositivi fisicamente posti in rete in luoghi remoti
venne definita l’architettura della comunicazione del tipo a strati (layered architecture) stabilendo i compiti e le attività di pertinenza di ciascuno stato
L’architettura a strati
Ogni strato raggruppa alcune attività che sono organizzate secondo criteri gerarchici
Gli strati sono gerarchicamente in ordine crescente se lo svolgimento delle funzioni di B richiede preventivamente lo svolgimento delle funzioni di A e l’insieme di A e B è il presupposto per la realizzazione dei compiti dello strato C.
Possiamo individuare tre elementi fondamentali in un sistema architetturale a livelli
ogni sistema ha la stessa suddivisione, cioè lo stesso numero e tipo di strati
sottosistemi omologhi occupano lo stesso livello n-esimo nelle due pile architetturali
strato più basso è collocato il sistema fisico, cioè il mezzo trasmissivo di interconnessione tra i due sistemi
Per definire un’architettura a livelli è necessario defi nire
i servizi di strato
le primitive di servizio e i protocolli di strato
gli strati architetturali
la funzione di indirizzamento
Il modello OSI
È stato realizzato negli anni ’70 affinché tutti i produttori di tecnologie proprietarie potessero riconoscersi in questa architettura e iniziassero ad “aprirsi” verso altri produttori per realizzare sistemi “distribuiti ibridi”.
Lo standard OSI utilizza una struttura composta da sette livelli o strati che sono tra loro suddivisi logicamente in due gruppi
livelli inferiori
si occupano della comunicazione e del trasferimento dell’informazione tra i due sistemi e sono presenti all’interno dei nodi di rete
livelli superiori
sono quelli orientati all’applicazione
Nel nodo di rete sono presenti solo i primi tre livelli OSI mentre i PC (DTE, Data Terminal Equipment) devono contenere tutti i livelli OSI
Livello di collegamento o data link
si occupa di definire la struttura del messaggio dividendolo in frame (o trame), individuando dove queste iniziano e dove finiscono, scomponendo ogni frame in campi, ciascuno con un proprio significato e un proprio compito
Livello di rete o network layer
permette il colloquio tra una stazione host e un dispositivo intermedio di rete e tra coppie di nodi intermedi: l’utente vede la rete di comunicazione come un unico canale che collega la sorgente alla destinazione
Livello di trasporto o transport layer
compito del livello di trasporto effettuare la ricostruzione esatta dei dati dell’utente rimuovendo le cause di possibile errore: esso si occupa quindi di rendere affidabile la trasmissione accorgendosi di eventuali guasti sulla rete, in quanto, al momento della ricostruzione del messaggio, è in grado di accorgersi dell’eventuale perdita di una sua parte e quindi di intervenire
Livello di sessione o session layer
ella comunicazione tra due sistemi non è sufficiente garantire che il messaggio trasmesso dal mittente giunga a destinazione, ma è necessario gestire completamente il dialogo:
vengono create applicazioni che prendono il nome di sessioni di lavoro, le quali possono anche coinvolgere più host
gestione delle sessioni viene fatta dal session layer che, nel caso in cui i dispositivi siano di natura diversa, si occupa di negoziare tra i due nodi per fissare i parametri del colloquio verificando periodicamente l’efficienza e modificandoli in caso di perdita di prestazioni
Livello fisico o physical layer
defi nisce le caratteristiche dei segnali e dei dispositivi necessari per connettere due o più DTE mediante il mezzo trasmissivo, visto come un canale pronto a trasportare segnali elettrici (oppure ottici)
Livello di presentazione o presentation layer
si occupa della sintassi e della semantica delle informazioni da trasferire: se due interlocutori utilizzano linguaggi diversi è possibile che interpretino diversamente i dati sia nel tipo sia nel formato
si occupa inoltre di svolgere una funzione di sicurezza effettuando il criptaggio dei dati.
Livello applicativo o application layer
deve fornire agli utenti il mezzo per accedere alle reti, fungendo da interfaccia tra il sistema informativo e il mondo reale
Il livello di applicazione contiene quindi tutti i programmi utente o programmi applicativi che consentono all’end user di svolgere le sue attività in rete
Il modello Internet o TCP/IP
L’importanza che ha avuto e ha tuttora questo tipo di architettura consiste nell’aver introdotto il concetto di stratifi cazione e di interfacciamento tra gli stati
Il modello TCP/IP ha avuto un successo immediato sia per la sua semplicità che per i bassi costi dei suoi dispositivi. Mettiamo a confronto gli strati del modello OSI e quelli del modello TCP/IP
Internet layer
corrisponde in parte al network layer dell’architettura OSI e ha il compito principale di spedire i pacchetti di informazione verso ogni nodo destinazione presente sulla rete
Per motivi di robustezza e di affidabilità per il TCP/IP è stato scelto il modello di rete a commutazione di pacchetto del tipo connectionless
Transport layer
Essendo il protocollo di tipo connectionless è possibile che i pacchetti arrivino a destinazione in ordine differente da come sono stati inviati
è compito di questo livello ricomporre correttamente l’intero messaggio
sono presenti due protocolli a questo livello
protocollo TCP Trasmission Control Protocol (orientato alla connessione)
basato su una comunicazione affi dabile a circuito virtuale che effettua il riassemblaggio dei pacchetti e il controllo di flusso
protocollo UDP User Datagram Protocol (non orientato alla connessione)
è basato su una comunicazione a datagramma inaffidabile che non effettua il flow control e il riassemblaggio dei pacchetti
Accesso in rete
il protocollo utilizzato viene definito e varia da host a host e da rete a rete
l’importante è che in questo strato “esista un modo” per recapitare i pacchetti prodotti dal livello superiore, il livello Internet
Application layer
Sono inseriti gli applicativi ad alto livello che permettono di risolvere i problemi concreti relativi all’utilizzo della rete: ne riportiamo brevemente di seguito i più conosciuti
FTP (File Transfer Protocol): permette di scambiare o di copiare fi le presenti nei server di rete
HTTP: protocollo usato per caricare le pagine del World Wide Web
SMTP (Simple Mail Transfer Protocol): gestisce i servizi di posta elettronica
DNS (Domain Name Server): è un servizio utile a “tradurre” i nomi simbolici in indirizzi IP
TELNET: permette di accedere al proprio PC in remoto, creando un terminale virtuale che “dà l’impressione” di essere a casa propria