Gerarchia di protocolli e servizi. Il modello ISO/OSI. Il protocollo TCP/IP

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Gerarchia di protocolli e servizi. Il modello
ISO/OSI. Il protocollo TCP/IP
Corso di Informatica ITC Salesiani Vomero
Prof. Luigi Ilardi
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Inquadramento

• Prerequisiti terminologia fondamentale inerente
  hardware e
• software dei
  calcolatori,
• conoscenze
  dellarchitettura e apparati di rete
• Obiettivi conoscenza del concetto di protocollo,
  capacità di
• saper associare a diversi
  servizi i rispettivi protocolli
• Materia Informatica

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Argomenti della lezione

• Premessa
• Che cos'è un Protocollo
• Introduzione al modello ISO/OSI
• Introduzione Protocollo TCP/IP
• Confronto ISO/OSI eTCP/IP

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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)
• Linsieme dei calcolatori è in genere eterogeneo
  (sia per architettura hardware, che sistema
  operativo)

1010
1010000101
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Comunicazione Umanistica
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Comunicazione schematica tra computer
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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
  linsieme di regole di comunicazione che devono
  essere seguite da due o più interlocutori
  affinché siano in grado di capirsi.

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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 linterconnessione tra reti
  eterogenee.

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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

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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
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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
• Livello 1

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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
• Ogni livello di un host comunica con il livello
  corrispondente di un altro host utilizzando un
  opportuno protocollo

From Host A
Messaggio010101010101010101010010
To Host A Network XY
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Scambio dati
Host2
Host1
7 6 5 4 3 2 1
Dati L7
Dati L7
7 6 5 4 3 2 1
Header
01010100000100010010010010010
01010100000100010010010010010
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Livello 7 Applicazione
Applicazione

• Permette allutente di utilizzare la rete tramite
  interfacce
• Supporta servizi di rete
• e-mail, trasferimento di file remoti,
  condivisione di database, ecc..

Presentazione
Sessione
Trasporto
Rete
Dati
Fisico
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Livello 6 Presentazione
Applicazione

• Trasforma i dati forniti dalle applicazioni in un
  formato standardizzato
• Offre servizi di comunicazione comuni come
• la crittografia la compressione del testo e la
  riformattazione

Presentazione
Sessione
Trasporto
Rete
Dati
Fisico
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Livello 5 Sessione

• Controlla la comunicazione tra applicazioni
• Qui vengono definite le regole con cui si
  contatta un calcolatore remoto, si negozia un
  servizio, si gestisce la connessione e la si
  chiude
• Gestisce la sintassi dellinformazione da
  trasferire

Applicazione
Presentazione
Sessione
Trasporto
Rete
Dati
Fisico
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Livello 4 Trasporto

• Permettere un trasferimento di dati trasparente e
  affidabile tra due host
• Crea i pachetti, apre e chiude la connessione tra
  server e client

Applicazione
Presentazione
Sessione
Trasporto
Rete
Dati
Fisico
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Livello 3 Rete
Applicazione

• Definisce la struttura degli indirizzi di rete e
  le regole con cui ogni singolo nodo smista i
  pacchetti
• Si occupa dellinstradamento dei messaggi
  (routing)

Presentazione
Sessione
Trasporto
Rete
Dati
Fisico
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Livello 2 Data Link
Applicazione

• Permettere il trasferimento affidabile di dati
  (pacchetto) attraverso il livello fisico.
• Offre una comunicazione affidabile ed efficiente
  a due macchine adiacenti, cioè connesse
  fisicamente da un canale di comunicazione

Presentazione
Sessione
Trasporto
Rete
Dati
Fisico
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Livello 1 Fisico

• Trasmettere i singoli bit sul mezzo
  trasmissivo(un canale di comunicazione)
• 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

Applicazione
Presentazione
Sessione
Trasporto
Rete
Dati
Fisico
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21
HUB
Applicazione
Applicazione
Presentazione
Presentazione
Sessione
Sessione
Trasporto
Trasporto
Rete
Rete
Dati
Dati
Fisico
Fisico
Fisico
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BRIDGE (E SWITCH)
Applicazione
Applicazione
Presentazione
Presentazione
Sessione
Sessione
Trasporto
Trasporto
Rete
Rete
Dati
Dati
Dati
Fisico
Fisico
Fisico
Fisico
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ROUTER (E LAYER-3 SWITCH)
Applicazione
Applicazione
Presentazione
Presentazione
Sessione
Sessione
Trasporto
Trasporto
Rete
Rete
Rete
Dati
Dati
Dati
Dati
Fisico
Fisico
Fisico
Fisico
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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
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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.

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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

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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

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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 lindirizzamento dei computer nelle
  reti

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Architettura di protocolli TCP/IP

• I protocolli TCP/IP corrispondono ad un modello
  teorico a quattro livelli
• APPLICAZIONE
• TRASPORTO
• INTERNET
• INTERFACCIA DI RETE
• Ciascuno dei livelli corrisponde a uno o più dei
  sette livelli del modello OSI.

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TCP/IP e ISO/OSI confronto
TCP/IP
ISO/OSI
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Livello Applicazione

• 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.
• I protocolli più comunemente usati sono
• HTTP (HyperText Transfer Protocol) usato per il
  trasferimento dei file che compongono le pagine
  dei siti Web
• FTP (File Transfer Protocol) utilizzato per il
  trasferimento interattivo di file
• SMTP (Simple Mail Transfer Protocol) utilizzato
  per il trasferimento dei messaggi di posta
  elettronica e di eventuali allegati
• Telnet, protocollo di emulazione di terminale
  utilizzato per laccesso in remoto a Host di rete

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Livello Trasporto

• 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 una
  connessione la sequenza dei pacchetti inviati e
  di tenerne traccia e ripristinare i pacchetti
  persi durante la trasmissione
• UDP che fornisce un servizio per comunicazioni
  non affidabili senza connessione

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Livello Internet

• 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 numerati e non
  effettua alcun tipo di controllo né sul flusso né
  sul contenuto il suo scopo principale è quello
  di gestire linstradamento dei pacchetti stessi

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Livello Interfaccia di rete

• 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.
• Lunico compito è quello di fornire il pacchetto
  del corretto indirizzo di livello 2 del nodo
  della struttura (LAN, MAN o WAN) con cui
  collegarsi.

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TCP/IP

• Livello di TRASPORTO
• TCP
• UDP (User Datagram Protocol)
• Livello di RETE
• IP (Internet Protocol)

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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 di riferimento ed è molto
  generale i protocolli vengono definiti
  successivamente
• TCP/IP nasce con i protocolli

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