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10110 01100 01100 01011 01011 1 Reti di Calcolatori MODELLI ISO/OSI e TCP/IP.

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1 Reti di Calcolatori MODELLI ISO/OSI e TCP/IP

2 Reti di Calcolatori Livelli e Servizi Il modello OSI Il modello TCP/IP Un confronto tra OSI e TCP/IP

3 Protocolli di rete Per ridurre la complessità e per ragioni di modularità le reti sono organizzate come una serie di strati o livelli: ognuno usa i servizi del livello inferiore. Le convenzioni e le regole usate nelle comunicazioni di uno stesso livello tra due macchine sono dette protocollo. Un protocollo è un accordo tra più elementi che devono stabilire una conversazione.

4 Protocolli di rete Logicamente il livello n di una macchina comunica con il livello n di unaltra macchina. In pratica, nessun dato viene trasferito direttamente dal livello n di una macchina al livello n di unaltra macchina. I dati passano da un livello a quello sottostante fino al livello fisico che trasmette i dati sulla rete fino alla macchina ricevente. Tra due livelli vicini esiste una interfaccia.

5 Gerarchie di protocolli: architettura di rete Livelli, protocolli e interfacce

6 Gerarchie di protocolli: esempio Esempio: larchitettura filosofo- traduttore- segretaria I 3 protocolli sono indipendenti: limportante è la stabilità delle interfacce

7 Architetture di rete Un insieme di protocolli, uno per livello, è detto pila di protocolli. Un insieme di livelli, protocolli e interfacce è chiamato architettura di rete. Le architetture di rete sono alla base di tutte le reti di calcolatori.

8 Servizi con connessione Servizi con connessione (connection oriented) Il servizio è offerto attraverso tre fasi: Apertura della connessione tra due punti della rete Utilizzo della connessione per inviare i dati Chiusura della connessione Caratteristica fondamentale: i dati sono ricevuti nello stesso ordine in cui vengono inviati Analogia: sistema telefonico Due varianti: stream di messaggi e stream di byte

9 Servizi senza connessione Servizi senza connessione (connection-less) Non cè alcuna connessione I dati sono inviati impacchettati in messaggi, ognuno dei quali contiene lindirizzo completo del destinatario I messaggi non arrivano necessariamente nellordine in cui sono inviati Analogia: sistema postale

10 Qualità del servizio Ordine di consegna dei dati: è garantito solo dai servizi con connessione Ricezione garantita del messaggio Il ricevitore manda un ack (ricevuta) per ogni messaggio Ack usati sia per servizi con connessione che senza connessione Gli ack introducono un ritardo non sempre accettabile Garanzia sulla consegna corretta dei messaggi Garanzia sui tempi di consegna (es. servizi real-time multimediali)

11 Servizi con Connessione e senza Connessione Tabella dei principali tipi di servizi SERVIZIEsempi Stream di messaggi affidabiliSequenza di pagine Stream di byte affidabiliCollegamento remoto Connessione non affidabileVoce digitalizzata Datagrammi - non affidabileBlocchi di posta elettronica Datagrammi con ackPosta elettronica con ricevuta Richiesta – RispostaInterrogazione database Con connessione Senza connessione

12 Il Modello ISO-OSI Il modello ISO-OSI è composto da 7 livelli ISO = International Standards Organization OSI = Open Systems Interconnection

13 Modello ISO-OSI Principi guida per lo sviluppo dei vari livelli (1983) Tramite lorganizzazione a livelli si definisce un grado di astrazione. I livelli devono corrispondere a funzioni definite. Le funzioni devono considerare linsieme degli standard internazionali. I confini tra i livelli devono minimizzare il flusso delle informazioni tra livello e livello. Il numero di livelli deve essere ottimale (non troppi né pochi).

14 Modello ISO-OSI

15 Livello Fisico Riguarda la trasmissione dei bit sul canale fisico di trasmissione Coinvolge aspetti di tipo: elettrico (linee comunicazione, propagazione onde) comunicazione (simplex, half-duplex, full-duplex, …) meccanico (standard dei connettori, …)

16 Livello Data Link 1.Trasforma la linea fisica in una linea in cui gli errori di trasmissione vengano sempre segnalati. 2.Divide le informazioni in pacchetti e li trasmette attraverso il mezzo fisico, attendendo un segnale di avvenuta ricezione (ack). 3.Gestisce leventuale duplicazione dei frame ricevuti, causata dalla perdita dellack. 4.Sincronizza un mittente veloce con un ricevente lento (controllo di flusso). 5.Gestisce laccesso al canale di trasmissione condiviso. Le funzionalità di questo livello sono:

17 Livello Network 1.Controlla il cammino ed il flusso di pacchetti (algoritmi di routing). 2.Gestisce la congestione della rete. 3.Gestisce laccounting dei pacchetti sulle reti a pagamento. 4.Implementa linterfaccia necessaria alla comunicazione tra reti di tipo diverso (internetworking). Le funzionalità del livello Rete sono:

18 Livello Transport 1.Accetta dati dal livello superiore, li spezza in parti più piccole e le trasmette, assicurando un servizio privo di errori e lordine corretto di ricomposizione (servizio orientato alla connessione). 2.Effettua il controllo di flusso end-to-end 3.Fornisce il servizio di recapito dei messaggi senza garanzia (servizio senza connessione). 4.Gestisce la diffusione di messaggi a più destinazioni (multicast). Funzionalità principali: Il livello di trasporto è il primo livello end-to-end. Il livello di trasporto deve eventualmente sopperire alla mancanza di affidabilità del livello di rete (pacchetti persi, duplicati, invertiti ecc.)

19 Livello Session 1.Controlla il dialogo tra due macchine: la comunicazione non può essere sempre full-duplex, questo livello tiene traccia di chi è il turno attuale. 2.Gestisce il controllo dei token. 3.Gestisce la sincronizzazione nel trasferimento dei dati (es. checkpoint). Le funzionalità di questo livello sono:

20 Livello Presentation Le funzionalità di questo livello si limitano alla traduzione dei dati che viaggiano sulla rete in formati astratti. Queste informazioni vengono poi riconvertite nel formato proprietario della macchina destinataria.

21 Livello Application I servizi di questo livello sono completamente legati alle applicazioni: Quali dati trasmettere Quando trasmettere Dove trasmettere / a chi Significato di bits / bytes. Esempi di applicazioni sono: File Transfer, Posta elettronica, World Wide Web, Multimedialità, File System distribuiti.

22 Comunicazione nel modello OSI

23 TCP/IP vs OSI Host-to-Network (non specificato) Internet (IP) Trasporto (TCP, UDP) Applicazione ( FTP, SMTP, TELNET, HTTP, DNS, ) Non presenti nel modello TCP/IP

24 TCP/IP Livello di RETE IP Internet Protocol Scambio di datagrammi senza garanzia di consegna Livello di TRASPORTO TCP Transmission Control Protocol flusso di byte bidirezionale lungo un canale virtuale ordinamento dei dati dati non duplicati controllo di flusso controllo degli errori UDP User Datagram Protocol Scambio di messaggi inaffidabile senza connessione e senza ordine

25 TCP/IP vs OSI 1.Quando nacque OSI, TCP/IP era già presente nel mondo accademico. 2.Lo stack TCP/IP è enormemente più semplice dello stack OSI. Il TCP/IP parte dai protocolli mentre lOSI parte dai livelli. I vantaggi del TCP/IP sullOSI sono fondamentalmente due:

26 TCP/IP vs OSI Protocolli e reti nel modello TCP/IP.

27 Confronto tra OSI e TCP/IP Concetti centrali nel modello OSI Servizi Interfacce Protocolli Il modello TCP/IP originale non aveva una chiara distinzione tra questi concetti.

28 Problemi del modello OSI Perchè lOSI è rimasto solo un modello di riferimento? Momento sbagliato (troppo tardi!) Cattiva tecnologia (non open-source) Non buone implementazioni

29 Problemi del modello TCP/IP Limiti del modello: Non è generale. Non distingue tra livelli, interfacce e protocolli. Il livello Host-to-Network non è un livello. Non sono definiti i livelli Fisico e Data link.

30 Esempi di reti ARPANET, NFSNET, Internet Reti Connection-Oriented : X.25, Frame Relay, e ATM Ethernet Wireless LAN

31 ARPANET La struttura originale di ARPANET. IMP = Interface Message Processor (equivale al router) Rete di tipo store-and-forward

32 ARPANET April 1972 September Dicembre 1969 Luglio 1970 Marzo 1971

33 NSFNET La dorsale NSFNET nel 1988.

34 Internet È nata dallinterconnessione di Arpanet e NSFNET, e si è velocemente estesa in tutto il mondo Applicazioni tradizionali (1970 – 1990) News Remote login (telnet) File transfer Dai primi anni 90: World Wide Web, sviluppato al CERN di Ginevra

35 Ethernet Architettura originale di Ethernet.

36 LAN Wireless (a) Rete Wireless con una stazione base. (b) Rete wireless ad hoc.

37 LAN Wireless Una rete multicella


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