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CAP 10 - I modelli standard di riferimento per le reti - Coggle Diagram
CAP 10 - I modelli standard di riferimento per le reti
La comunicazione tra computer è complessa infatti bisogna gestire e risolvere vari problemi come: la trasmissione e la ricezione fisica, il controllo degli errori, il controllo del flusso, conversione dei dati, crittografica e sicurezza, sincronizzazione
architettura di rete
strati,protocolli,interfacce
Un’architettura di rete è definita dall’insieme dei protocolli di comunicazione e delle interfacce, i progettisti delle architetture di rete hanno scelto come riferimento il modello a strati, che permette di suddividere i vari problemi in funzioni elementari e assegnarli ai vari strati
In un livello si deve definire le interfacce per passare il messaggio ai livelli adiacenti e il protocolli per la comunicazione tra peer level di sistemi diversi
livelli:
Ciascuno strato (o livello):
fa affidamento sui “servizi” forniti dallo strato inferiore
è responsabile di un sottoinsieme definito e limitato di compit
fornisce “servizi” allo strato superiore
interagisce con lo strato inferiore suo e superiore
vantaggi e svantaggi:
un vantaggio è quell'indipendenza tra gli strati consente la sostituzione di uno strato con un altro pur che questo offra gli stessi servizi
uno svantaggio l'eccessivo numero di strati può portare ad inefficienze
un vantaggio è che limita le funzionalità di un singolo strato semplificando la realizzazione finale
interfacce
All’interno di ciascun dispositivo di rete, lo scambio di informazioni tra due strati adiacenti avviene attraverso una interfaccia che definisce i servizi offerti dai vari strati
Peer entity e peer level
Due host che vogliono comunicare realizzano la stessa architettura a strati possono
farlo attraverso delle regole ben precise: il livello N di un host mittente comunica con il livello N dell’host destinatario viene chiamato peer level, mentre ogni elemento attivo che invia e riceve le informazioni in un livello è chiamato peer entity, UN PROTOCOLLO E' UN INSIEME DI REGOLE PER LA COMUNICAZIONE TRA PEER ENTITY
Uno strato comunica con un altro grazie ad un protocollo che definisce le regole
comunicazione
logica
La comunicazione logica avviene tra peer entity inviando un messaggio trasmesso tra pari livello (dal livello inferiore fino al canale fisico)
fisica
La comunicazione fisica avviene tra livelli adiacenti, ovvero ogni strato comunica direttamente con il livello strettamente inferiore e quello strettamente superiore.
Proprietà: sono 4 e servono per realizzare un architettura che soddisfi gli utenti
Qualità del Servizio (Quality of Service - QoS): effetto della prestazione di un servizio determinando il grado di soddisfazione dell'utente, queste policy permettono di gestire il flusso del traffico dando priorità alle info a seconda del tipo di comunicazione
Sicurezza: una rete deve gestire due livelli di sicurezza, infrastruttura e informazioni
infrastruttura: sicurezza fisica dei dispostivi con blocchi per l'accesso non autorizzato
informazioni: protezione dei pacchetti trasmessi in rete e memorizzati come la riservatezza dei dati (solo i destinatari sono autorizzati ad accedere e leggere i dati tramessi dal mittente), integrità dei dati (le informazioni non devono essere alterate durante la trasmissione), disponibilità dei dati (accesso in modo veloce e affidabile per gli utenti autorizzati)
Scalabilità: una rete scalabile si può espandere facilmente continuando a offrire il servizio a tutti gli utenti senza compromettere le prestazioni
Tolleranza ai guasti : per funzionare e limitare il numero di errori o malfunzionamenti, una rete deve avere percorsi alternativi per la consegna dei pacchetti
incapsulamento
Il principio alla base delle architetture di rete che usano il modello a strati è l’incapsulamento
in trasmissione viene aggiunto un header per svolgere le funzioni dedicate per quel livello e viene mandato agli strati inferiori, l'insieme di messaggio+ header è chiamato PDU
in ricezione: il messaggio fa il percorso inverso cioè risale, levando in ogni strato l'header aggiunto nello strato adiacente
Servizi
Per realizzare un architettura occorre definire:
Il numero di funzioni ( sono operazioni svolte all’interno di un determinato livello) per ogni strato
I protocolli e le interfacce cioè in che modo viene servito il servizio
Il numero di strati coinvolti
Ciò che fornisce lo strato N allo strato N+1 viene detto servizio, infatti i servizi sono offerti su un interfaccia tra i 2 livelli
le primitive permettono di attivare i servizi
Il servizio si richiede attraverso primitive e spesso richiede l’elaborazione del messaggio, cioè della PDU
Un servizio può essere
connection-oriented (affidabile)
si garantisce la consegna corretta dei messaggi in ordine, ma possono contenere errori in ricezione
Questo prevede 2 fasi:
si stabilisce una connessione, creando un "canale di comunicazione" fra la sorgente e la destinazione
la connessione, una volta stabilita, agisce come un tubo digitale lungo il quale scorrono tutti i dati trasmessi, che arrivano nello stesso ordine con il quale sono partiti
si rilascia la connessione
connectionless (inaffidabile)
I pacchetti sono consegnati in modo indipendente, ma è prevista la conferma di ricezione per ognuno, ma non garantisce la corretta consegna del pacchetto e non in ordine
è formata da una fase
invio del pacchetto
i pacchetti viaggiano indipendentemente gli uni dagli altri, possono prendere strade diverse ed arrivare in ordine diverso da quello di partenza o non arrivare affatto
Affidabilità:
Un servizio affidabile assicura che tutti i dati spediti siano consegnati al destinatario e richiede al ricevitore un ACK
Un servizio non affidabile utilizza solo le primitive request/indication e nessuna connessione, non garantisce la consegna
L'ISO ha definito L'OSI che ha lo scopo di specificare le modalità di comunicazione:
Il modello prevede 7 livelli, ognuno dei quali svolge funzioni specifiche, i primi 3 sono di supporto per la rete gli ultimi 4 sono all'utente, ormai l'OSI viene usata nei livelli bassi perché prevale il modello TCP/IP
Session layer
Controlla il dialogo: apre, gestisce e sincronizza la comunicazione
Suddivide il dialogo in sessioni cioè unità logiche
divide il flusso di dati in unità più piccole e permette ai processi coinvolti nella comunicazione di inserire checkpoint per controllare la ricezione
Transport layer
si occupa della comunicazione end to end (L'intera pila di livelli è realizzata negli end system)
Utilizza i numeri di porta per identificare il processo destinatario e del mittente
offre un servizio connectionless o conection oriented
segmenta e riassembla le PDU dal session chiamati segmenti, ognuno con un numero differente
controlla il flusso e gli errori dell'intero messaggio
Network layer
Si occupa dell’instradamento dei pacchetti verso destinazione attraverso reti diverse (routing)
suddivide le PDU dal livello trasport chiamate datagram
Gestisce l'indirizzo logico (es IP)
apparati livello 3: router
Data link layer
Rende affidabile il collegamento creato a livello fisico, in modo da correggere gli eventuali errori
Usa l'indirizzo fisico (MAC) per trasmettere i dati tra 2 host
Suddivide le PDU del livello network detti frame
controlla il flusso e gli errori
Controlla l’accesso al mezzo trasmissivo
apparati di livello 2: bridge e switch
Application layer
PDU detta message
Supporto ai servizi di rete
Offre un’interfaccia l’utente con la rete
Physical layer
Definisce le caratteristiche fisiche tra apparati e mezzo trasmissivo
Trasforma i bit (0, 1) in un segnale di diverse forme da trasmettere
si occupa della trasmissione della sequenza di bit sul mezzo fisico
Sincronizza mittene e destinatario
apparati livello 1: NIC, hub, repeater
Presentation layer
Controlla la correttezza delle informazioni scambiate tra due host
Cambia in ricezione il formato dei dati del computer mittente ad un formato comune , in ricezione cambia il formato dati comune in quello per il computer del destinatario
Crittografia: processo di codifica (invio) e decodifica (ricezione) del messaggio
Compressione: flusso di dati ridotto in piccole quantità da inviare
Il modello OSI non è risultato vincente, a causa della sua eccessiva complessità, L’architettura TCP/IP è stata creata prima del modello ISO/OSI sostituito da questa architettura
L’architettura TCP/IP prevede quattro livelli, il primo dei quali è ulteriormente scomposto in 2
sottolivelli
I suoi protocolli fondamentali sono alla base
del funzionamento della rete internet e sono
IP per il livello rete
TCP per il livello trasporto.
Gli standard sono importanti nelle reti perché permettono l’interoperabilità di prodotti e
servizi, i più famosi sono (ANSI,ITU-T, ETSI, IETF, IEEE, ISO), IETF è l’organismo che emette le linee guida per la rete Internet.