Politecnico di Milano Scuola di Ingegneria Industriale e dell Informazione. Modelli Funzionali

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1 Politecnico di Milano Scuola di Ingegneria Industriale e dell Informazione Modelli Funzionali

2 2 Il servizio di comunicazione o Date due o più entità remote o Possiamo descrivere il servizio di comunicazione per scambio di messaggi come un fornitore del servizio di trasporto dell informazione Nodo A Nodo B Ente A colloquio Ente B servizio di comunicazione

3 3 Il servizio di comunicazione o Gestisce lo scambio di informazione fra due entità o E in generale un servizio di trasferimento di unità informative: n n n n n parole bit gruppi di bit (trame o pacchetti) files flussi multimediali Ente A Ente B

4 4 Primitive di servizio o Il servizio di comunicazione può essere descritto mediante delle chiamate di servizio dette primitive di servizio o Le primitive di servizio servono a descrivere il servizio, a richiederlo e a ricevere informazioni sul servizio dal fornitore o Le primitive di servizio sono caratterizzate da parametri tra cui: n informazione da trasferire n indicazione del destinatario n caratteristiche del servizio richiesto n ecc.

5 5 Primitive di servizio Nodo A Nodo B Ente A colloquio Ente B primitive di servizio canale bidirezionale

6 Caratteristiche del servizio di comunicazione o Modalità a connessione n Instaurazione della connessione n Trasferimento dell informazione n Rilascio delle connessione o Modalità senza connessione n una sola fase, trasferimento 6

7 7 Servizio a connessione Apertura della connessione Ente A Trasferimento informazione Ente B Chiusura della connessione

8 8 Servizio senza connessione o Il trasferimento dati avviene in modo autonomo, senza preventivo accordo o Non lega fra loro i diversi trasferimenti effettuati fra gli stessi utenti o Non consente i servizi tipici del trasferimento a connessione (es., riservazione risorse) trasfer Ente A trasfer trasfer Ente B

9 9 Livelli o Le entità che colloquiano in un servizio di comunicazione possono anche offrire un servizio di comunicazione a entità terze, dette di livello superiore Nodo A Ente A2 Ente A1 colloquio colloquio header Dati PDU Nodo B Ente B2 Ente B1 canale bidirezionale

10 10 Funzioni dei livelli o Il servizio di comunicazione offerto al livello superiore è più ricco e complesso grazie alle funzioni implementate dal livello inferiore Nodo A Ente A2 colloquio Nodo B Ente B2 Ente A1 colloquio header Dati PDU Ente B1 canale bidirezionale

11 Protocolli di comunicazione o Le entità di un livello collaborano per fornire il servizio di comunicazione al livello superiore e si scambiano messaggi mediante il servizio offerto dal livello inferiore o Protocollo: n Insieme delle regole che gestiscono il colloquio tra entità dello stesso livello o formato dei messaggi o informazioni di servizio o algoritmi di trasferimento o ecc. 11

12 12 Packet Data Units (PDU) o Un protocollo utilizza per il colloquio tra entità dello stesso livello delle unità di trasferimento dati dette PDU o anche trame/pacchetti/unità informative del protocollo o Le PDU possono contenere: informazione di servizio necessaria al coordinamento tra le entità informazione vera e propria ricevuta dai livelli superiori header dati

13 13 Architettura a strati o I servizi di comunicazione complessi possono essere articolati a strati n n Da un livello che garantisce solo il trasporto dei bit A un livello dove sono definite complessi servizi caratterizzati da molti parametri e funzionalità livello 5 livello 4 livello 3 livello 2 livello 1 livello 5 livello 4 livello 3 livello 2 livello 1

14 14 Vantaggi architettura a strati o Modello OSI (1974) o Utile a scopi didattici

15 Perchè un architettura a strati? 15 o Standardizza le interfacce o Favorisce l interoperabilità di tecnologie o Riduce complessità di sistemi complessi: n n Facile identificazione dei servizi (implementazione, discussione) Facile gestione ed update o Cambiamenti in un livello sono trasparenti agli altri o Quando la suddivisione in livelli può essere pericolosa? n Ridondanza di servizi tra i vari livelli n Minore efficienza

16 16 Relazioni tra i livelli o Il servizio offerto da uno strato è rappresentato da un Service Access Point (SAP) N+1 - PDU Livello N+1 N-SAP Livello N N-PDU N - PCI N - SDU PDU: Packet Data Unit SDU: Service Data Unit PCI: Protocol Control Information

17 17 Relazioni tra i livelli o Al livello più basso c è il livello fisico o Le PDU sono i flussi di bit Livello PDU 1-SAP è una porta fisica 1-SAP Livello fisico bit 2 - PDU 2 - PDU I livelli superiori arricchiscono il servizio di trasferimento bit con funzionalità più complesse

18 18??? Architettura completa livello livello 5 livello livello 4 livello livello 3 livello livello 2 livello livello 1

19 Livelli in pratica o Analizzatore di traffico in rete n a.k.a. Traffic sniffer cattura_http_2 pkt #21 19

20 20 Architettura a strati del trasporto aereo Dirigente Mashimoto Traduttore Giapponese / Inglese Telefono Dirigente Maltonov Traduttore Russo / Inglese Telefono Cavo elettrico Cavo elettrico Layer: ogni livello implementa un servizio n Tramite operazioni interne n Appoggiandosi ai servizi di livelli sottostanti

21 Funzioni o Le funzioni che possono essere svolte da uno strato sono molteplici o Possono essere divise in: n funzioni di adattamento o esempi: n multiplazione n segmentazione n funzioni di arricchimento o esempi: n controllo d errore n riordino trame 21

22 22 Funzione Segmentazione N+1-PDU N-SDU N-PCI N-PDU

23 Segmentazione in pratica 23

24 24 Funzione Multiplazione entità N+1 entità N+1 entità N+1 entità liv. N entità N-1

25 Multiplazione in pratica 25

26 26 Funzione di rete o Si parla di funzioni di rete implementata in un livello quando è possibile il colloquio tra più di due entità dello stesso livello o Viene introdotta la funzione di INSTRADAMENTO (scelta del SAP) Entità B Entità A deve instradare Entità C

27 27 Instradamento o o o Problema: Individuare il partner nel colloquio di livello N+1 Simile al sistema postale: o Come mando una cartolina a Giovanni Rossi? L instradamento può essere effettuato a un livello inferiore se si introduce l INDIRIZZAMENTO Entità N+1 Entità instradante SAP che connettono enti diversi DB coppie indirizzo (destinazione, SAP uscita)

28 28 Indirizzamento & Instradamento o La PDU viene passata col parametro INDIRIZZO PDU Entità N+1 o L INDIRIZZO viene usato per instradare (scegliere il SAP di uscita) SDU Entità instradante o e viene inserito nel PCI perché possa essere instradato da altri nodi

29 Indirizzamento o Indirizzo: identificativo del SAP di d ingresso (e.g., di livello N) attraverso cui raggiungere l entità (e.g., di livello N+1), univoco fra tutti i SAP delle stesso livello o Tipologie di indirizzamento o unicast: singolo SAP o multicast: gruppi di SAP o broadcast: tutti i SAP 29

30 30 Indirizzamento o Identifica il N-SAP di destinazione Entità N+1 Entità instradante Entità instradante Entità instradante

31 Forwarding o commutazione o o o o E il servizio di inoltro che un entità fornisce ad altre entità allo stesso livello Non è un servizio intelligente, ma deve essere il più efficiente possibile Il SAP è già scelto occorre ora effettuare il passaggio La suddivisione tra instradamento e commutazione permette di mantenere contemporaneamente n n l intelligenza e la complessità per un istradamento raffinato la semplicità e l efficienza per una commutazione veloce A B C 31

32 Routing&Forwarding in pratica Routing Forwarding 32

33 33 Tabelle di Instradamento o Scelta del SAP di uscita leggendo le informazioni memorizzate tabella di instradamento destinaz. SAP uscita o Raccolta delle informazioni da scrivere nelle tabelle mediante scambio di dati con gli altri nodi n protocolli di instradamento

34 34 La via verso la destinazione o E possibile attraversare molti nodi prima di giungere a destinazione o I nodi di rete svolgono solo la funzione di instradamento e non implementano i livelli superiori Terminale Application Transport Network Router Network Esempio Router IP: Funzione di rete a livello 3!!! Network Application Transport Network

35 35 La via verso la destinazione (2) o Anche se, esistono altri dispositivi che implementano la funzione di instradamento in altri livelli o Vedremo più avanti: LAN Switch Terminale Application Transport Network Switch Esempio Switch: Funzione di rete a livello 2!!! Application Transport Network

36 36 Modello OSI o Anche se l assegnazione delle funzioni ai livelli dipende dalle tecnologie e dagli scenari d uso, esiste un descrizione funzionale standard dei livelli

37 Livello Fisico Funzioni: o Modulazione e trasmissione dei bit o Codifica e controllo d errore o Multiplazione (in canali fisici) o Accesso multiplo (in canali fisici) o Sincronizzazione 37

38 38 Livello di Linea Funzioni: o Aggregazione dei bit in gruppi (trame) o Controllo d errore e ritrasmissione o Controllo di flusso o Multiplazione (logica tra flussi informativi) o Collegamenti punto-punto: trame bits

39 39 Livello di Linea o In caso di presenza di mezzo trasmissivo condiviso n Accesso multiplo (logico tra più stazioni trasmittenti) n Livello di linea diviso in due sotto-livelli Livello di linea Livello di Controllo di linea Livello di accesso al mezzo LLC MAC LLC MAC LLC MAC LLC MAC

40 Livello di Rete Funzioni: o Indirizzamento o Inoltro o Instradamento o Frammentazione/riassemblaggio o In base alla tecnologia anche: n n Controllo di congestione Gestione della qualità di servizio pacchetti Network Network Network Interfaccia 1 Interfaccia 2 Interfaccia 1 Interfaccia 2 Interfaccia 1 Interfaccia 2 Nota: in questo corso ci si concentra sul livello di rete di Internet 40

41 Livello di Trasporto Funzioni: o Controllo di flusso o Controllo di congestione o Multiplazione (tra più applicazioni) Implementato solo nei terminali e non nei nodi di instradamento della rete Transport Network segmenti Network Transport Network Interfaccia 1 Interfaccia 2 41

42 42 Livelli dati Sessione: o Organizza il dialogo tra applicazioni coordinando lo scambio di un insieme di dati Presentazione: o Si occupa del formato dei dati per consentire il colloquio tra le applicazioni Applicazione: o Definisce il formato dei dati scambiati da un applicazione Application Presentation Session Transport Network Dati Application Presentation Session Transport Network

43 Suite TCP/IP e modello OSI a confronto 43 Modulo 2 SMTP, FTP, TFTP, Telnet, Rlogin SNMP, DNS TCP, UDP IP, ARP, RARP, ICMP, IGMP Modulo 1

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