Architetture di protocolli Gruppo Reti TLC nome.cognome@polito.it http://www.tlc.polito.it/

Architetture e protocolli Definizione CCITT Comunicazione: trasferimento di informazioni secondo convenzioni prestabilite La comunicazione richiede cooperazione Una descrizione astratta delle modalità di comunicazione tra due o più utenti richiede la definizione di un modello di riferimento

Architetture e protocolli Al massimo livello di astrazione il modello di riferimento specifica una architettura di rete

Architetture di protocolli Un’architettura di rete definisce gli oggetti usati per descrivere il processo di comunicazione le relazioni tra tali oggetti le funzioni necessarie per la comunicazione le modalità organizzative delle funzioni

Architetture di protocolli Si usano architetture stratificate semplicità di progetto facilità di gestione semplicità di standardizzazione separazione di funzioni

Separazione di funzioni: Internet router 1 router 2 router 3 host 1 host 2 host 3 host 4 subnet 1 subnet 2 subnet 4 subnet 3 applicativi controllo errori instradamento trasferimento pacchetti

OSI Applicazione 7 Presentazione 6 Sessione 5 Trasporto 4 Rete 3 Collegamento Fisico 7 6 5 4 3 2 1

Architetture stratificate OSI Application Presentation Session Transport Network Data Link Physical DECNET User Netw. Appl. Session End to End Routing Data Link Physical Application SNA Transaction Service Presentation Data Flow Trans. Control Mana. Servi. Virtual Route Explicit Route Transm. Group Data Link Physical path control half session Service Internetwork Network ARPA

OSI ed Internet OSI Internet Protocol Suite Application Presentation Session Transport Network Data Link Physical OSI Internet Protocol Suite Telnet FTP SMTP SNMP NFS XDR RPC TCP e UDP IP ICMP Protocolli di routing Arp e Rarp Non Specificati

B - ISDN Piano di gestione Livelli alti Livelli alti AAL ATM Fisico Piano di controllo Piano di utente Gestione di piano Livelli alti Livelli alti Gestione di livello AAL ATM Fisico

Protocolli Definizione CCITT Definizione di protocolli: descrizione formale delle procedure adottate per assicurare la comunicazione tra due o più oggetti dello stesso livello gerarchico Definizione di protocolli: semantica insieme di comandi e risposte sintassi struttura di comandi e risposte temporizzazione sequenze temporali di comandi e risposte

Protocolli I protocolli sono insiemi di regole: semantiche sintassi algoritmi sintassi formati temporizzazione

Modello di riferimento ISO/OSI (Open System Interconnection) è recepito nei seguenti standard ISO IS 7498 CCITT X.200 I principi fondamentali definiti dal modello di riferimento OSI sono oggi universalmente accettati. Ciò non significa che tutte le architetture di protocolli siano conformi al modello OSI.

Modello OSI mezzi trasmissivi Sistema 1 Sistema 2 Sistema 3 Sistema n Sistema j

Modello OSI processi applicativi Sistema A Sistema B Sistema C Sistema D mezzi trasmissivi processi applicativi

Strati o livelli Sistema A B strato più elevato sottosistema (N + 1) - strato (N) - strato (N - 1) - strato basso mezzi trasmissivi

Entità elementi attivi di un sottosistema svolgono le funzioni di strato interagiscono all’interno di uno strato Sistema A B (N) - strato (N) - entità mezzi trasmissivi

Stratificazione Ogni strato (o livello) Identificabili: fornisce servizi allo strato superiore usando i servizi dello strato inferiore le proprie funzioni Identificabili: fornitori di servizio utenti del servizio punti di accesso al servizio: SAP (Service Access Point)

Servizi Gli utenti del livello N, le (N+1)-entità, cooperano e comunicano usando lo (N)-servizio fornito dallo (N)-fornitore di servizio usa (N + 1) - strato (N) - strato (N) - servizio fornisce

Servizi (N) - servizio N + 1 N (N) - fornitore di servizio Black-Box per le (N + 1) - entità

Servizi (N-1) - servizio N N N - 1 N - 1 (N-1) - fornitore di servizio Black-Box per le (N) - entità

SAP (N) - livello (N) - entità (N - 1) - SAP (N-1) - entità

Protocolli Sistema A Sistema B (N) - strato (N+1) - protocollo (N+1) - entità (N+1) - entità (N) - servizio (N) - SAP (N) - protocollo (N) - strato (N) - entità (N) - entità

Indirizzi (N) - titolo (N) - Strato (N) - entità (N - 1) - SAP indirizzo

Funzioni di identificazione (N) directory (N) - entità (N-1) - indirizzo (N) - titolo

Funzioni di identificazione (N)-mapping (N) - entità (N) - SAP (N - 1) - SAP (N) - indirizzo (N - 1) - indirizzo

Tipologie di mapping one-to-one hierarchical tabular F G H J K L M K K (N) - strato C D D E A B C D E one-to-one hierarchical tabular

Connessioni (N) - entità C B A (N) - strato (N - 1) - strato (N-1) - connessioni (N - 1) - SAP

Connessioni (N) - entità C B A (N) - strato (N - 1) - strato (N - 1) - SAP connessioni punto - punto connessione punto - multipunto

Connessione (N) - entità A (N) - entità B (N) - entità C (N) - strato (N - 1) - SAP (N - 1) - strato (N - 1) - CEP

Connessioni (N) - entità A B C (N) - strato (N - 1) - strato (N - 1) - CEP.id (N - 1) - SAP (N - 1) - CEP

Accordo Accordo tra tre parti Le tre parti (N + 1) - entità (N) - fornitore di servizio

Accordo Nel caso di trasferimento di informazioni senza connessione è sufficiente un accordo tra due parti Le due parti (N + 1) - entità (N) - fornitore di servizio (N + 1) - entità (N + 1) - entità Le due parti Le due parti (N) - fornitore di servizio

Accordo Nel caso di trasferimento di informazioni con connessione è necessario un accordo tra le tre parti Le tre parti (N + 1) - entità (N) - fornitore di servizio (N + 1) - entità (N + 1) - entità (N) - fornitore di servizio

Connessioni multiplazione di (N) - connessioni su una (N-1)-connessione (N) - CEP (N+1) - strato (N) - SAP (N) - strato

Connessioni suddivisione di una (N) - connessione su più (N - 1) - connessioni (N) - CEP (N) - SAP (N) - strato

Creazione PDU (N) - PDU (N) - livello (N - 1) - SDU interfaccia SAP (N - 1) - PCI (N - 1) - SDU (N - 1) - PDU

Creazione PDU Sulle unità dati esiste la possibilità di segmentazione concatenazione La segmentazione può avvenire sia costruendo più (N)-PDU da una (N)-SDU, sia generando più (N-1)-SDU da una (N)-PDU. Analogamente per la concatenazione.

Trasferimento informazioni Sistema A Sistema B Sistema C Sistema D mezzi trasmissivi percorso delle informazioni

Trasferimento informazioni dati Trasmettitore Applicazione Presentazione Sessione Trasporto Rete Collegamento Fisico Applicazione Presentazione Sessione Trasporto Rete Collegamento Fisico Ricevitore APCI ASDU PPCI PSDU SPCI SSDU TPCI TSDU NPCI NSDU DLPCI DLSDU bit o simboli

Primitive INDICAZIONE RICHIESTA CONFERMA RISPOSTA (N + 1) - strato utente (N) - servizio utente (N) - servizio (N + 1) - strato (N) - strato RICHIESTA CONFERMA INDICAZIONE RISPOSTA (N) - SAP (N) - SAP (N) - protocollo (N) - entità (N) - entità fornitore dell’ (N) - servizio

Uso di primitive Servizio confermato Fornitore del servizio Utente Primitiva di richiesta di conferma Primitiva di indicazione di risposta

Uso di primitive Servizio non confermato Fornitore del servizio Utente Primitiva di richiesta Primitiva di indicazione

Uso di primitive Servizio iniziato dal fornitore Fornitore Utente del servizio Utente del servizio Fornitore del servizio Primitiva di indicazione Primitiva di indicazione

Uso di primitive Apertura di connessione (N + 1) - entità (N) - fornitore di servizio (N) - CONNECT REQUEST (N) - CONNECT INDICATION (N) - CONNECT (N) - CONNECT RESPONSE CONFIRM (N) - SAP (N) - SAP

Uso di primitive Trasferimento dati (N + 1) - entità (N) - fornitore di servizio (N + 1) - entità (N) - DATA REQUEST (N) - DATA INDICATION (N) - SAP (N) - SAP

Uso di primitive Chiusura di connessione iniziata dall’utente (N + 1) - entità (N + 1) - entità (N) - fornitore di servizio (N) - DISCONNECT REQUEST (N) - DISCONNECT INDICATION (N) - SAP (N) - SAP

Setti strati OSI Protocollo di applicazione applicazione presentazione sessione trasporto rete collegamento fisico applicazione presentazione sessione trasporto rete collegamento fisico Protocollo di presentazione Protocollo di sessione Protocollo di trasporto Protocollo di rete Protocollo di collegamento Protocollo di strato fisico mezzi trasmissivi

Sistemi sistemi terminali sistemi di rilegamento (relay) SISTEMA A RELAY SYSTEM SISTEMA B Applicazione Presentazione Sessione Trasporto Rete Collegamento Fisico Applicazione Presentazione Sessione Trasporto Rete Collegamento Fisico Rete Colleg. Fisico mezzi trasmissivi

Reti pubbliche protocolli di utilizzazione protocolli di accesso strati di utilizzazione strati di trasferimento strati di trasferimento strati di trasferimento protocolli di accesso protocolli di rete nodo di transito apparecchio terminale nodo di accesso sezione di accesso sezione di rete interna

Strato 1: fisico Physical layer: fornisce i mezzi meccanici, fisici, funzionali e procedurali per attivare, mantenere e disattivare le connessioni fisiche ha il compito di effettuare il trasferimento delle cifre binarie scambiate dalle entità di livello di collegamento le unità dati sono bit o simboli definizione di codifiche di linea, connettori, livelli di tensione

Strato 2: collegamento Data link layer fornisce i mezzi funzionali e procedurali per il trasferimento delle unità dati tra entità di livello rete e per fronteggiare malfunzionamenti del livello fisico funzioni fondamentali: rivelazione e recupero degli errori di trasmissione controllo di flusso delimitazione delle unità dati

Strato 3: rete Network layer fornisce i mezzi per instaurare, mantenere e abbattere le connessioni di rete tra entità di livello trasporto fornisce i mezzi funzionali e procedurali per lo scambio di informazioni tra entità di livello trasporto funzioni fondamentali: instradamento controllo di flusso e congestione tariffazione

Strato 4: trasporto Transport layer fornisce alle entità di livello sessione le connessioni di livello trasporto colma le deficienze della qualità di servizio delle connessioni di livello rete ottimizza l’uso del servizio di livello rete funzioni fondamentali: controllo d’errore controllo di sequenza controllo di flusso

Strato 4: trasporto è il livello più basso con significato da estremo a estremo esegue la multiplazione e la suddivisione di connessioni permette la frammentazione di messaggi in pacchetti e la loro ricomposizione

Strato 5: sessione Session layer assicura alle entità di presentazione una connessione di sessione organizza il colloquio tra le entità di presentazione struttura e sincronizza lo scambio di dati in modo da poterlo sospendere, riprendere e terminare ordinatamente maschera le interruzioni del servizio trasporto

Strato 6: presentazione Presentation layer risolve i problemi di compatibilità per quanto riguarda la rappresentazione dei dati da trasferire risolve i problemi relativi alla trasformazione della sintassi dei dati può fornire servizi di cifratura delle informazioni

Strato 7: applicazione Application layer Esempi di servizio fornisce ai processi applicativi i mezzi per accedere all’ambiente OSI Esempi di servizio trasferimento di file - FTAM terminale virtuale - VT posta elettronica - X.400

Esempio Rete semplicissima U 1 N 1 U 2

Esempio Supponiamo che una (4)-entità debba comunicare con una (4)-entità remota e seguiamo passo - passo primitive SDU PDU

Esempio servizio di livello 3 con connessione U 1 N 1 U 2 servizio di livello 3 con connessione servizio di livello 2 senza connessione servizio di livello 1 senza connessione

Esempio X X’ Z A B C H I J D E F G

Esempio Direttorio X,X’ A,H X X’ Z A B C H I J D E F G

Esempio N-CONNECT.request (H,A,...) X X’ Z A B C H I J D E F G

Esempio N-PDU (H,A,VCid’,call request,...) X X’ Z A B C H I J D E F G

Esempio Instradamento A,H A,Z X X’ Z A B C H I J D E F G

Esempio Mapping A,Z B,D X X’ Z A B C H I J D E F G

Esempio DL-DATA.request (D,B,DL-SDU,...) X X’ Z A B C H I J D E F G

Esempio DL-PDU (D,B,DL-SDU,DL-PCI) X X’ Z A B C H I J D E F G

Esempio Mapping B,D C,E X X’ Z A B C H I J D E F G

Esempio PH-DATA.request (E,C,simbolo) X X’ Z A B C H I J D E F G

Esempio X X’ Z A B C H I J D E F G 01100111

Esempio PH-DATA.indication (E,C,simbolo) X X’ Z A B C H I J D E F G

Esempio DL-PDU (D,B,DL-SDU,DL-PCI) X X’ Z A B C H I J D E F G

Esempio DL-DATA.indication (D,B,DL-SDU,...) X X’ Z A B C H I J D E F G

Esempio N-PDU (H,A,VCid’,call request,...) X X’ Z A B C H I J D E F G

Esempio Instradamento A,H Z,H X X’ Z A B C H I J D E F G

Esempio Mapping Z,H F,I X X’ Z A B C H I J D E F G

Esempio N-PDU (H,A,VCid’’,incoming call,...) X X’ Z A B C H I J D E F

Esempio DL-DATA.request (I,F,DL-SDU,...) X X’ Z A B C H I J D E F G

Esempio DL-PDU (I,F,DL-SDU,DL-PCI) X X’ Z A B C H I J D E F G

Esempio Mapping F,I G,J X X’ Z A B C H I J D E F G

Esempio PH-DATA.request (J,G,simbolo) X X’ Z A B C H I J D E F G

Esempio X X’ Z A B C H I J D E F G 01100111

Esempio PH-DATA.indication (J,G,simbolo) X X’ Z A B C H I J D E F G

Esempio DL-PDU (I,F,DL-SDU,DL-PCI) X X’ Z A B C H I J D E F G

Esempio DL-DATA.indication (I,F,DL-SDU,...) X X’ Z A B C H I J D E F G

Esempio N-PDU (H,A,VCid’’,incoming call,...) X X’ Z A B C H I J D E F

Esempio N-CONNECT.indication (H,A,CEP.id’,...) X X’ Z A B C H I J D E F G

Esempio N-CONNECT.response (CEP.id’,...) X X’ Z A B C H I J D E F G

Esempio N-PDU (A,H,VCid’’,call accepted,...) X X’ Z A B C H I J D E F G

Esempio N-PDU (A,H,VCid’’,call accepted,...) X X’ Z A B C H I J D E F G

Esempio N-PDU (A,H,VCid’,call connected,...) X X’ Z A B C H I J D E F G

Esempio N-PDU (A,H,VCid’,call connected,...) X X’ Z A B C H I J D E F G

Esempio N-CONNECT.confirm (A,H,CEP.id’’,...) X X’ Z A B C H I J D E F G

Esempio T-PDU (T-PCI,T-SDU) X X’ Z A B C H I J D E F G

Esempio N-DATA.request (CEP.id’’,N-SDU,...) X X’ Z A B C H I J D E F G

Esempio N-DATA.indication (CEP.id’,N-SDU,...) X X’ Z A B C H I J D E F G

Esempio T-PDU (T-PCI,T-SDU) X X’ Z A B C H I J D E F G

Esempio N-DISCONNECT.request (CEP.id’) X X’ Z A B C H I J D E F G

Esempio N-DISCONNECT.indication (CEP.id’’) X X’ Z A B C H I J D E F G