Modello ISO- OSI. Modelli di re* Livelli (L5, L6) Livelli (L3, L4) A. Ferrari

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1 Modello ISO- OSI Modelli di re* A. Ferrari L OSI (Open System Interconnec*ons) è un progeao formulato dall ISO (Interna*onal Standard Organiza*on) alla fine degli anni 70 con lo scopo di proporre un modello di riferimento per le re* di calcolatori OSI ha adoaato un approccio a 7 livelli (layers) I livelli più bassi sono vicini alla macchina, mentre i più al* sono vicini all utente L insieme dei livelli è deao pila o stack Pila ISO- OSI Livelli (L1, L2) L1, Livello Fisico (PH Layer o Physical) Si occupa della trasmissione/ricezione materiale delle sequenze binarie sul mezzo di trasmissione Prevede la definizione del supporto (cavo), dei conneaori, delle grandezze fisiche coinvolte, ecc. È un livello prevalentemente hardware L2, Livello di Collegamento dei Da* (DH Layer o Datalink) Si occupa della trasmissione (verso PH Layer) o ricezione (da NH Layer) di gruppi di bit dex frames, assicurandosi che i bit giungano a des*nazione correaamente Garan*sce una comunicazione sostanzialmente affidabile tra sistemi direaamente connessi Livelli (L3, L4) L3, Livello di Rete (NH Layer o Network) Ges*sce l instradamento dei pacchex sulla rete decidendo quali sistemi intermedi devono essere aaraversa* per giungere a des*nazione Deve possedere delle tabelle contenen* le regole per decidere i percorsi È il livello più complesso L4, Livello di Trasporto (TH Layer o Transport) Ges*sce trasferimen* end- to- end (miaente- des*natario) e indipenden* dalla rete fisica soaostante Ges*sce il conges*onamento delle stazioni intermedie Se necessario frammenta e ricostruisce le informazioni Livelli (L5, L6) L5, Livello di Sessione (SH Layer o Session) Ges*sce il dialogo e la sincronizzazione tra due programmi che comunicano tra di loro operando mutue esclusioni, sequenze coeren* di comandi, aaese, ritrasmissioni su richiesta, modo di tariffazione, qualità del servizio, ecc. L6, Livello di Presentazione (PH Layer o Presenta*on) Traduce i forma* e le sintassi dei da* che su due sistemi in comunicazione possono essere differen* in forma* standard Garan*sce anche la riservatezza e la protezione dei da* tramite algoritmi di criptaggio e auten*cazione 1

2 Livelli (L7) L7, Livello di Applicazione (AH Layer o Applica*on) Applica*vi standard di rete scrix da programmatori e u*lizza* dagli uten* Esempio: per Internet un protocollo di livello 7 è HTTP, per la realizzazione di programmi che navigano nel World Wide Web come i browser Terminologia Termini standard sistemi (elaboratori, terminali, appara*) mezzi fisici (elemen* di interconnessione) applicazioni (programmi) connessioni (canali di comunicazione) I sistemi comunicano tra di loro aaraverso i mezzi fisici e sono anche i luoghi che ospitano le applicazioni; alcune applicazioni possono prevedere connessioni per comunicare con altre applicazioni. Le connessioni sono realizzate tramite i mezzi fisici Sistemi Graficamente I sistemi si dis*nguono in End System (ES) Ospitano ed eseguono le applicazioni Sono dex host o end node Devono possedere l implementazione di tux i livelli OSI Intermediate System (IS) Implementano l instradamento dei messaggi sulla rete Sono dex router o gateway Devono realizzare almeno i primi tre livelli OSI Protocolli Insieme di regole, convenzioni e forma* che ges*scono lo scambio di informazione tra gli stessi livelli su sistemi diversi Ogni livello possiede un protocollo Livelli uguali comunicano tramite il protocollo di quel livello I da* manipolabili dai protocolli sono dex pacchex o PDU (Protocol Data Unit) PaccheX Il paccheao consiste di tre par* fondamentali: una intestazione (header) una sequenza da* (data o payload) una coda (tail o trailer) 2

3 PaccheX In alcuni casi il paccheao è premesso da una sequenza di segnali denominata preambolo (preamble) L intestazione con*ene informazioni di sincronizzazione per il ricevente, informazioni come indirizzi per l instradamento del paccheao, informazioni per la decodifica della parte da* I da* rappresentano l oggeao della comunicazione La coda con*ene quasi sempre informazioni per poter valutare l integrità e la validità dell intero paccheao Interfacce e protocolli In un architeaura a livelli si hanno due *pi di axvità : una tra i livelli adiacen* (in ver*cale) dello stesso sistema (interfaccia cosa fare) una tra livelli paritari (in orizzontale) tra sistemi diversi (protocollo come fare) Esempio di protocollo Imbustamento Ogni livello, in spedizione (tx), genera il paccheao, aggiungendo da* caraaeris*ci del livello (nell intestazione) tramite il proprio protocollo, e lo invia al livello soaostante Ogni livello, in ricezione (rx), acquisisce un paccheao e, tramite la sua intestazione e il suo protocollo, riesce a traaarne i valori contenu* I seae livelli OSI generano pacchex di protocollo (PDU) caraaeris*ci per ogni livello L intestazione aggiunta da ogni livello è deaa busta Imbustamento Indirizzi Molto spesso l intestazione di un livello con*ene un indirizzo L indirizzo ha lo scopo di iden*ficare il miaente e il des*natario del paccheao L indirizzo non riguarda necessariamente l iden*ficazione di un sistema nella rete (per esempio, un personal computer), ma anche l iden*fica*vo di un programma o di una procedura I livelli che contengono indirizzi solitamente sono il livello 2 di Collegamento Da* il livello 3 di Rete il livello 4 di Trasporto 3

4 Frammentazione Se il paccheao diviene troppo grande rispeao ad una trasmissione senza errori il livello lo frammenterà in tan* pacchex di minori dimensioni per consen*re la trasmissione Ogni pacchexno conterrà le informazioni necessarie per poter ricomporre il paccheao originale TCP/IP TCP/IP ISO- OSI TCP/IP Nasce verso la fine degli anni 70 ed è u*lizzato per la rete ARPANET (precursore di Internet) E formato dai protocolli TCP (Transmission Control Protocol) IP (Internet Protocol) Si ispira ad un modello client/server fornitore di informazioni (server) richiedente di informazioni (client) I sistemi di una rete TCP/IP si differenziano tra host (l equivalente dell End System di OSI) gateway (l equivalente di Intermediate System di OSI) Oggi TCP/IP è lo standard per le re* geografiche (soppiantando interamente OSI) e di fondamentale supporto anche per le re* locali Livelli Il livello 3 di Rete IP è basato su un protocollo disconnesso (non orientato alla connessione) A livello 4 TCP è un protocollo connesso mentre il protocollo UDP fornisce, allo stesso livello 4, servizi disconnessi I livelli L5 Sessione e L6 Presentazione non esistono in TCP/ IP e sono demanda* ai protocolli di livello superiore (L7 Applicazione), pertanto non esiste uno standard univoco per ges*re le problema*che di livello Sessione e di livello Presentazione TCP/IP non specifica i livelli 1 e 2 della rete, ma u*lizza quelli normalmente disponibili e conformi agli standard IEEE/OSI Indirizzi IP Per individuare un host su una rete TCP/IP si usano gli indirizzi di livello 3 Network (indirizzi IP) Ogni host deve possedere almeno un indirizzo IP univoco sulla sua rete Gli indirizzi IP per la rete Internet sono univoci a livello mondiale e vengono assegna* da un organismo controllato dal ministero del commercio degli Sta* Uni*, l ICANN (Internet Corpora*on for Assigned Names and Numbers) che delega vari organismi locali Nelle re* TCP/IP locali (all interno di un azienda o di una scuola) ogni host deve avere un indiriz- zo IP univoco all interno della rete locale 4

5 StruAura IPv4 Classi di indirizzi L indirizzo IP è un numero intero senza segno espresso con 32 bit (IPv4) I bit più significa*vi hanno un significato speciale che classifica gli indirizzi IP in cinque categorie o classi di indirizzi (A, B, C, D e E) Possono quindi esistere, teoricamente, 2 32 indirizzi IP differen* La rete TCP/IP piu ampia possibile puo ges*re al massimo 2 32 circa 4 miliardi di host Il modo piu diffuso per rappresentare un indirizzo IP è deao doaed decimal e riporta i 32 bit dell indirizzo su quaaro byte separa* da un punto ( ) IPv4 IPv6 Per comodità si associa ad un indirizzo IP una stringa testuale (nome dell host) In Internet il nome dell host è deao nome di dominio Gli indirizzi IP e i nomi degli host devono essere univoci all interno di una rete TCP/IP <- > La saturazione di IPv4, avvenuta ufficialmente nel 2011 ha portato a uno standard per nuovi indirizzi IP espressi su 128 bit anziché 32 denominato IPv6 Porta L indirizzo di livello 4 Trasport, o indirizzo TCP, è deao porta Dopo aver individuato un determinato host su una rete tramite l indirizzo IP, bisogna individuare, su quello stesso host, l applica*vo di livello 7 (il programma) a cui l informazione è des*nata tra le varie applicazioni eventualmente operan* su quell host Nei pacchex TCP/IP, oltre agli indirizzi IP, è necessario specificare gli indirizzi di porta TCP: ad ogni porta TCP corrisponde un programma a cui «appar*ene» quel paccheao Porte TCP Le porte TCP sono numeri interi di 16 senza segno 2 16 = numeri di porta possibili Esiste una classificazione delle porte TCP da 0 a 1023 si trovano le porte note (well known ports, riservate ad applica*vi server) da 1024 a si trovano le porte registrate (per i programmi applica*vi degli uten*) da a si trovano le porte dinamiche (riservate al sistema opera*vo) 5