Protocolli di Comunicazione

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1 Protocolli di Comunicazione La rete Internet si è sviluppata al di fuori dal modello ISO-OSI e presenta una struttura solo parzialmente aderente al modello OSI. L'architettura di rete Internet Protocol Suite nota anche come architettura TCP/IP, è una architettura composta da 4 strati: Strato di Accesso alla Rete (Network Access Layer); comprende le funzioni che nel modello OSI sono comprese negli strati fisico, di collegamento e parte di quello di rete, non è specificato nell'architettura, perché prevede di utilizzare quelli delle varie piattaforme hardware e conformi agli standard; Strato Internet Protocol (IP); è collocabile nella parte alta dello strato di rete del modello OSI, è di tipo senza connessione e best effort, si occupa di instradare i pacchetti; Strato di Trasporto (TCP o UDP); corrisponde al livello di trasporto del modello OSI, ed è implementato due versioni, TCP (Transmission Control Protocol) che è un protocollo con connessione ed affidabile, e UDP (User Datagram Protocol) che è senza connessione e non affidabile; Strato di Applicazione (Application Protocol); nell'architettura Internet non sono previsti gli strati di sessione e di presentazione, ma solo quello di applicazione; questo strato contiene i protocolli utilizzati poi dai programmi residenti sulle macchine. I protocolli utilizzati in questo strato sono FTP (File Transfer Protocol - per il trasferimento dei file), DNS (Domain Name Service - per convertire nomi alfanumerici in indirizzi IP). Si è già visto che la rete Internet adotta un modello a strati simile all'iso-osi ma con soli quattro strati: Accesso, Internet, Trasporto e Applicazione. Lo standard TCP/IP definisce una famiglia di protocolli che lavorano negli strati Internet e Trasporto. I più importanti dei quali sono Internet Protocol (IP) e Transmission Control Protocol (TCP). La rete Internet e la famiglia di protocolli TCP/IP nascono per l'internet Working, tecnica che consente di far comunicare reti differenti nascondendo i dettagli hardware di ognuna. In generale si può dire che Internet è una grande rete di reti: i computer, chiamati host, sono distribuiti su tutto il territorio coperto da Internet (che oggi coincide con quasi tutta la parte abitata del globo terrestre) e sono collegati a reti di tipo diverso, che a loro volta sono interconnesse tramite dispositivi, chiamati Router, capaci di adattarsi a qualunque tipo di struttura fisica e topologica delle varie reti. IP svolge funzioni di rete e instradamento dei pacchetti (tipici dello strato 3 OSI),mentre TCP svolge le funzioni di controllo della connessione end-to-end (relativi allo strato 4 OSI).

2 Il Protocollo di Rete IP Il collante che tiene insieme la rete Internet è il protocollo di livello rete, comunemente chiamato IP (Internet Protocol). A differenza dei vecchi protocolli di livello rete, il protocollo IP è stato progettato tenendo in mente le problematiche di Internet Working. Il compito del protocollo IP è quello di fornire una modalità best-effort (cioè senza garanzie di affidabilità) per trasportare dei datagrammi (pacchetti) IP dall'origine alla destinazione senza preoccuparsi se le macchine si trovino nella stessa rete o se ci siano altre reti tra le due macchine. Il protocollo IP fornisce i seguenti servizi: trasmissione di un datagramma host-to-host, grazie ad un opportuno schema di indirizzamento; funzioni di routing, cioè di corretto instradamento delle informazioni attraverso nodi intermedi; frammentazione e riassemblaggio dei datagrammi. Il protocollo, essendo best-effort, non fornisce: controllo di flusso; controllo d'errore; controllo di sequenza. I router in rete elaborano il pacchetto fino al livello IP, per conoscere quale sia l'indirizzo di destinazione; attraverso la tabella di instradamento viene quindi deciso su quale interfaccia di rete inviare il pacchetto. La tabella di instradamento è il risultato dell'esecuzione di un particolare algoritmo di routing (statico o dinamico, centralizzato o distribuito).

3 Il Frame Ip Il Frame Ip si occupa di inserire le informazioni che arrivano dal livello di trasporto in pacchetti o Datagram. Un Frame IP ha dimensioni variabili, non fisse, può arrivare fino a 64 KB, supporta la FRAMMENTAZIONE, ovvero i pacchetti possono essere suddivisi in pezzi più piccoli. Il formato dell intestazione del protocollo è di 20 byte: VERS : Versione del protocollo (IPv4), su quanti byte sono realizzati gli indirizzi IP. IHL : Di quanti bit è composta l intestazione. TYPE OF SERVICE : Se ci fossero dei servizi confermati e connessi questo campo identificherebbe il tipo, ma attualmente è vuoto. TOTAL LENGHT : Lunghezza di tutto il pacchetto. IDENTIFICATION, FLAGS, FRAGMENT OFFSET : I pacchetti vanno numerati. Si hanno 2 bit se i pacchetti non sono frammentati DF (Don t Fagment) Se invece sono frammentati devono essere anche numerati MF (More Fragment). PROTOCOL : Protocollo di trasporto, indica qual è il protocollo che si occupa della comunicazione (normalmente è il TCP/IP). CRC: Codice di Ridondanza Ciclica. SOURCE IP ADDRESS : Indirizzo Ip del mittente. DESTINATION IP ADDRESS : Indirizzo Ip di destinazione. OPTIONS: Le opzioni permettono di indicare il grado di segretezza, fornire il percorso preciso da seguire.

4 Ip e le Classi di Indirizzi A, B, C, D, E L'indirizzamento IP è parte integrante del processo di instradamento dei messaggi sulla rete. Gli indirizzi IP, che devono essere univoci nell'ambito di tutta la rete Internet, sono lunghi 32 bit (4 byte) e sono espressi scrivendo i valori decimali di ciascun byte separati dal carattere punto. Un indirizzo IP ha la seguente struttura: La struttura dell'indirizzo IP è divisa in Net-ID e Host ID Il Net-ID identifica la rete, mentre l'host-id identifica l'host all'interno della rete. Una rete di Classe A è rappresentata dal primo bit (bit più significativo) a zero. I primi 8 bit identificano il numero della rete, e i rimanenti 24 bit identificano il numero dell'host all'interno della rete. Con questa rappresentazione si possono ottenere 128 (27) reti di classe A, ciascuna con un numero massimo di 2^24-2 host. Gli indirizzi di classe A sono riconoscibili dal primo numero dell'indirizzo compreso tra 0 e 127 Una rete di Classe B è rappresentata da un 1 ed uno 0 come primi due bit. I primi 16 bit identificano il numero della rete, e gli ultimi 16 bit identificano il numero dell'host all'interno della rete. Con questa rappresentazione si possono ottenere (214) reti di classe B, ciascuna con un numero massimo di 2^16-2 host. Gli indirizzi di classe B sono riconoscibili dal primo numero dell'indirizzo compreso tra 128 e 191.

5 Una rete di Classe C è rappresentata dai primi tre bit aventi valore rispettivamente 1,1, e 0. I primi 24 bit identificano il numero della rete, e gli ultimi 8 bit identificano il numero dell'host all'interno della rete. Con questa rappresentazione si possono ottenere (221) reti di classe C, ciascuna con un numero massimo di 2^8-2 host. Gli indirizzi di classe C sono riconoscibili dal primo numero dell'indirizzo, compreso tra 192 e 223. Una rete di Classe D è riservata agli indirizzi multicast con la sequenza Una rete di Classe E è riservata per usi futuri con la sequenza

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