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ARCHITETTURA DI RETE
ISO/OSI
TCP/IP
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Cos'e'?
Una architettura di rete è una tipologia di architettura software che descrive il complesso delle funzionalità logiche della rete stessa, cioè come sono strutturate e interconnesse tra loro.
In particolare, le architetture di rete sono organizzate a livelli o strati, ciascuno dei quali fornisce al livello superiore o inferiore i servizi o funzionalità richieste.
Nel termine architettura di rete è compreso anche il livello di interconnessioni tra gli host ovvero la topologia della rete.
INTRODUZIONE
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DESCRIZIONE
Lo standard OSI (Open System Interconnection) è un modello di riferimento per lo scambio di informazioni fra due calcolatori ed è stato definito dall’ISO (International Standards Organization).
1.
E’ nato nel 1978. Per i produttori di sistemi informativi è stato necessario, con l’avanzare del tempo, passare da reti di computer “chiuse”, ossia apparati tutti dello stesso costruttore e quindi incapaci di comunicare con macchine prodotte da altri, a sistemi informativi “aperti”.
CARATTERISTICHE COMUNI
2.
- Le funzioni che i due sistemi devono svolgere per comunicare vengono divise da OSI in una gerarchia a 7 livelli, nel livello più basso si trova il sistema fisico, ossia il mezzo trasmissivo utilizzato
- Le regole e le convenzioni usate nel dialogo tra livelli sono definite protocolli
- Le entità che effettuano la conversazione sono chiamate peer entity ossia entità a pari livello
- Sottosistemi omologhi si trovano allo stesso livello nelle pile architetturali
FUNZIONE
3.
- E' necessario per garantire la funzionalità e le caratteristiche omogenee tra i vari produttori
- La sua utilità è quella di produrre uno standard a livello mondiale per guidare l’attività di progettazione delle reti di comunicazione e l’attività di programmazione delle applicazioni di rete
LIVELLO FISICO
Principali obiettivi:
1. gestire il mezzo trasmissivo (cavo coassiale, fibra ottica, connettori o doppini telefonici);
2. mettere in comunicazione l’elaboratore al canale di comunicazione gestendo le problematiche che permettono la corretta trasmissione del bit.
Elementi appartenenti a questo livello:
ELEMENTI
1. schede di rete installate all’interno dei computer con connessione RJ45 o wireless;
2. hub o ripetitori che collegano tra loro gruppi di utenti. Hanno un numero di porte a cui connettere più elementi di elaborazione. Si possono mettere hub in serie.
Finalità del livello fisico:
FINALITA'
1. La durata in microsecondi del segnale che identifica un bit;
2. Tipologia dei segnali trasmessi;
3. Verso del segnale (simplex, half duplex, full duplex);
4. Caratteristiche degli apparati trasmissivi;
5. La tensione scelta per rappresentare i bit trasmessi sul mezzo fisico;
6. La mono o bidirezionalità della comunicazione;
LIVELLO DATA LINK
Il livello data link gestisce il collegamento tra un PC e l’altro appartenenti alla stessa LAN e recupera gli errori trasmissivi mediante tecniche di ritrasmissione automatica dei dati, in precedenza corrotti :
permette ad apparecchiature indipendenti di comunicare tra loro entro un’area limitata, utilizzando un canale fisico a velocità elevata e con basso tasso di errore.
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Compiti
5. Controllare il flusso.
Sincronizza il dispositivo fisico più veloce portandolo alla velocità di quello più lento.
6. Accesso condiviso al canale (MAC).
MAC (media access contol):è un codice di 48 bit assegnato in modo univoco dal produttore su ogni scheda rete ethernet o wireless .
Controlla l’accesso multiplo di più nodi ad un canale di comunicazione condiviso evitando possibili collision.
7.Data framing.
Il 2 livello forma dei pacchetti dati detti “frame” da far viaggiare lungo la dorsale di comunicazione.
(frame = unità dati fondamentale del 2 livello)
Il livello data link incapsula il pacchetto proveniente dallo strato superiore in un nuovo pacchetto detto frame alla quale aggiunge un header (intestazione) e un tail (coda).
8. Multiplazione.
Più applicazioni possono trasmettere informazioni sullo stesso canale contemporaneamente sfruttando la capacità del mezzo a disposizione per ottenere più canali di livello fisico o logico sullo stesso mezzo trasmissivo.
1. Identificare i nodi connessi.
Le interfacce dispongono di un numero cablato detto MAC Address non modificabile e univoco impiegato per indicare l’entità a cui si vuole inviare il messaggio.
2. Controllo degli errori.
Aggiunge al pacchetto proveniente dal livello ISO/OSI superiore una sequenza di bit usato (checksum) in ricezione per valutare la corretta trasmissione del pacchetto.
In caso di Checksum calcolato e checksum ricevuto il destinatario comprende che è stato commesso un errore.
3. Correggere gli errori mediante trasmissione.
I pacchetti inviati sono tutti numerati.
Per ogni pacchetto ricevuto il destinatario invia al mittente un ACK (acknowledgement = conferma) contenente lo stato della trasmissione (positivo o negativo) e il numero del pacchetto abbinato.
Il mittente deve ripete l’invio dei pacchetti mal trasmessi entro un lasso di tempo.
4. Definire la connessione logica (LLC).
LLC (logical link control): controllo del collegamento logico tra i nodi di una rete.
Fornisce servizi al Network Layer che nascondono i dettagli dovuti alla diverse tecnologie fisiche utilizzate.
Elementi di
interconnessione
Gli elementi di interconnessione sono:
1. SWITCH :
Dispositivo che riceve da una porta i dati e li invia solo alla porte specifiche dei destinatari in base all’indirizzo contenuto nel header dei pacchetti.
Stabilisce una connessione temporanea tra sorgente e il punto di destinazione chiudendola al termine del collegamento.
2. BRIDGE :
dispositivo analogo allo switch ma che ha soltanto 2 porte e servono come interconnessione di 2 LAN.
LIVELLO NETWORK
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Il livello network definisce come devono funzionare delle reti interconnesse , traducendo l’indirizzo logico dell’ host e stabilisce il miglior percorso possibile fra due computer di una rete, il Network Layer fornisce al 4° livello una connessione end-to-end tra i due elaboratori coinvolti nello scambio dei dati.
Provvede inoltre alla commutazione dei singoli pacchetti che compongono il messaggio e ciascun pacchetto viene fornito di un numero progressivo (permette la riscostruzione dell’ intero messaggio) e determina se il cammino deve essere lo stesso per tutti i pacchetti.
Compiti
I compiti del livello sono:
1. multiplazione
2. routing
si occupa di scegliere il cammino migliore facendo arrivare all’ host finale il pacchetto in modo veloce e sicuro e in caso di guasto un cammino alternativo.
Il processo viene effettuato a partire dell’ indirizzo IP .
3. controllo della congestione della rete
sono conosciute le informazioni tra i vari host interni alla rete
4. interconnessione di reti (INTERNETWORKING)
definisce come devono lavorare le reti interconnesse.
5. fornitura servizi al livello successivo
TRANSPORT LAYER
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•Scopo:
-Fornire un canale logico per i pacchetti end-to-end
•Utilità:
-Serve per controllare eventuali guasti del messaggio quando quest'ultimo viene frammentato per essere condiviso nei vari percorsi della rete.
-Controlla che, una volta arrivato a destinazione, il messaggio venga ricomposto correttamente.
CONDIVISIONE DEL MESSAGGIO
CONDIVISIONE
1. Realizza una condivisione tra dispositivi;
2. Effettua la corretta ricomposizione dei pacchetti che compongono il messaggio
GESTIONE DEL FLUSSO DI DATI
GESTIONE FLUSSO
-gestione dei dati: la connessione deve essere creata in modo da essere affidabile e duratura
-rimozione della connessione: chiude la connessione quando non è più necessaria
SESSION LAYER
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Il livello di sessione ha il compito di gestire completamente il dialogo fra due sistemi tramite:
La sincronizzazione dei dati e la creazione di sessioni di lavoro indipendenti che richiedono un login.
Riassumendo, le principali funzioni svolte da
tale livello sono:
• Suddividere il dialogo tra le applicazioni in unità logiche dette sessioni di lavoro.
• Gestire la chiusura ordinata del dialogo
• introdurre i cosiddetti punti di sincronizzazione
• fornire servizi al livello superiore (livello di presentazione)
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PRESENTATION LAYER
Il primo strato che si occupa del significato dei dati. Con stringhe di bit è possibile rappresentare dati di natura più diversa come testi, numeri in virgola fissa, numeri in virgola mobile, ecc..., rappresentati con codifiche diverse. Lo strato di presentazione si occupa di rendere compatibili le rappresentazioni dei dati negli scambi tra computer che utilizzano codifiche diverse e rende la comunicazione delle applicazioni, presenti su computer con sistemi operativi differenti, in maniera indipendente.
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APPLICATION LAYER
- Non fornisce servizi agli altri livelli, ma interagisce direttamente con le applicazioni usate dall'utente
- Si occupa di fornire agli utenti un'interfaccia per accedere alle reti
INTRODUZIONE
- Il Transmission Control Protocol /Internet Protocol (TCP/IP) è una serie di standard di rete che definiscono Internet.
- Costituisce l’insieme delle regole di comunicazione su internet fornendo un indirizzo IP a ogni terminale di rete per l’invio dei pacchetti di dati.
- E' strutturato così come l’OSI, ma presentando solamente quattro livelli che implementeranno funzioni svolte da più livelli del modello ISO/OSI
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LIVELLO APPLICATIVO
Il livello di applicazione del TCP/IP comprende tutti I protocolli di alto livello e di dialogo con l’utente,svolgendo funzione analoga a quella del livello applicativo del modello ISO/OSI.
In particolare:
- FTP: servizio del TCP per il trasferimento file
- DNS: sistema utilizzato in rete per tradurre i nomi di dominio, come un indirizzo di posta elettronica, in indirizzi di rete (INDIRIZZI IP)
- NFS: protocollo che permette l’accesso a file memorizzati su un dispositivo remoto (hard disk)
- SMPT: amministra la trasmissione delle e-mail in rete
- Telnet: protocollo che permette l’accesso da remoto a un altro computer
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TRANSPORT LAYER
Crea una connessione logica indipendente tra sorgente e destinazione, assemblando e dividendo i dati ricevuti dal livello precedente.
Ogni parte del messaggio partizionato è numerata in modo da garantire la consegna al destinatario e la sicurezza del transporto.
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INTERNET LAYER
-seleziona il miglior percorso per recapitare messaggi al destinatario
-commutazione di pacchetto connectionless (trasmette dati senza verificare che il destinatario sia disponibile in quanto non vi sono connessioni dirette tra due punti finali della rete)
-assegna ad ogni dispositivo un indirizzo IP univoco ad ogni scheda di rete
-divide il messaggio in pacchetti e li spedisce in qualsiasi tipo di rete e in ogni nodo tramite meccanismi di instradamento (routing)