Corso di Reti di Calcolatori

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1 Politecnico di Torino Corso di Reti di Calcolatori Il modello ISO/OSI Indice degli argomenti... Il modello di riferimento ISO/OSI Sistemi, Applicazioni e Mezzi Trasmissivi Architettura a Livelli I Sette Livelli Protocolli, Livelli e Interfacce Argomenti trattati nel Capitolo 2 del libro di testo... Indice degli argomenti Sistemi e Mezzi Fisici Relazioni tra i livelli OSI Protocolli e Servizi Protocol Data Unit Service Data Unit Service Access Point Imbustamento Frammentazione Sistema 3 Sistema 1 Sistema 2 mezzi fisici Sistema n Sistema j

2 Elementi Base del Modello OSI Sistema A Sistema B Sistema C Sistema D mezzi fisici I Livelli Per ridurre la complessità progettuale, tutte le reti sono progettate a livelli (layers, levels) Il numero di livelli, i loro nomi, il contenuto di ciascun livello differisce da rete a rete I livelli più alti sono vicini all uomo I livelli più bassi sono vicini all hardware Applicazione Connessioni Il modello di riferimento ISO/OSI 7 Applicazione 6 Presentazione Sessione Trasporto Rete Data Link Fisico I livelli Lo scopo di ciascun livello è quello di fornire servizi ai livelli superiori, mascherando come questi servizi sono implementati Nessun dato è trasferito direttamente da un livello N all altro: ogni livello passa dati e informazioni di controllo al livello sottostante, sino a quando si raggiunge il livello fisico che effettua la trasmissione OSI: Open Systems Interconnection

3 Livello 1: Fisico Si occupa di trasmettere sequenze binarie sul canale di comunicazione A questo livello si specificano: tensioni dello 0 e dell 1 tipi, dimensioni, impedenze dei cavi tipi di connettori Il livello fisico è nel dominio dell ingegneria elettronica Livello 2: Data Link Ha come scopo la trasmissione affidabile di pacchetti di dati (frames) Accetta come input i frames (tipicamente pochi centinaia di byte) e li trasmette sequenzialmente Verifica la presenza di errori aggiungendo delle FCS (Frame Control Sequence) Può gestire meccanismi di correzione di errori tramite ritrasmissione Livello 3: Rete Questo livello gestisce l instradamento dei messaggi Determina quali sistemi intermedi devono essere attraversati da un messaggio per giungere a destinazione Il livello 3 gestisce quindi delle tabelle di instradamento per ottimizzare il traffico sulla rete Livello 4: Trasporto Fornisce servizi per il trasferimento dei dati end to end (cioè indipendenti dalla rete sottostante) In particolare il livello 4 può: frammentare i pacchetti in modo che abbiano dimensioni idonee al livello 3 rivelare/correggere gli errori controllare il flusso controllare le congestioni

4 Livello 5: Sessione Il livello 5 è responsabile dell organizzazione del dialogo e della sincronizzazione tra due programmi applicativi e del conseguente scambio di dati Livello 6: Presentazione Il livello di presentazione gestisce la sintassi dell informazione da trasferire L informazione è infatti rappresentata in modi diversi su elaboratori diversi (es. ASCII o EBCDIC) Livello 7: Applicazione É il livello dei programmi applicativi, cioè di quei programmi appartenenti al sistema operativo o scritti dagli utenti, attraverso i quali l utente finale utilizza la rete. Esempi sono: VT: Virtual Terminal, cioè connessione interattiva ad un elaboratore remoto FTAM: File Transfer and Access Management X.400: Posta Elettronica X.500: Directory Service Protocolli Il livello N di un elaboratore parla con il livello N di un altro elaboratore usando un protocollo di livello N

5 Peer Entities Entità dello stesso livello Primitive del Servizio Primitive del Servizio Protocollo SDU e PDU SDU: Service Data Unit PDU: Protocol Data Unit (pacchetti) N SDU N SDU N PDU Sistema A Sistema B Sistema A Sistema B Peer Entities Entità di Livello N Interfacce Livelli, Protocolli e Interfacce L interfaccia definisce quali operazioni primitive e servizi sono forniti da un livello al livello superiore Livello N Livello 6 Interfaccia livelli 6/7 Protocollo di livello 6 Interfaccia livelli 5/6 Livello 6 Interfaccia del livello N 1 N 1 SDU Primitive del Servizio di livello N 1 Livello 5 Protocollo di livello 5 Livello 5 Livello N 1 Interfaccia livelli 4/5

6 SAP (Service Access Point) N 1 SAP Entità N Entità N 1 Entità N 1 Livello N Livello N 1 Imbustamento Multiplo Trasmittente Applicazione Presentazione Sessione Trasporto Rete Data Link Fisico DH NH TH SH PH APDU TPDU NPDU bits PPDU SPDU Dati AH Dati DT Ricevente Applicazione Presentazione Sessione Trasporto Rete Data Link Fisico Frammentazione Interfaccia (N 1) PCI (N 1) PDU N PDU SAP (N 1) SDU Livello N Livello N 1 F1 F2 F3 F4 Architetture di Rete L insieme dei livelli e dei protocolli utilizzati definisce una architettura di rete SNA (System Network Architecture): architettura di rete dei sistemi IBM DECNET: è la rete della Digital Equipment Corp. TCP/IP: è lo standard "de facto" OSI (Open Systems Interconnection): è lo standard "de iure" ancora in via di completamento

7 Architetture di Rete User Netw. Appl. Session End to End Routing Data Link Physical Application Presentation Session Transport Network Data Link Physical Application Service Internetwork Network Transaction Service Presentation Service Data Flow Mana. Trans. Servi. Control Virtual Route Explicit Route Transm. Group Data Link Physical DECNET OSI TCP/IP SNA half session path control Primitive OSI Livello N+1 Livello N Livello N+1 ISO.request CONFIRMED ISO.indication ISO.response ISO.confirm ISO.request TIME UNCONFIRMED ISO.indication Nomi e Indirizzi Ogni entità ha un indirizzo (address), dato dalla concatenazione dei SAP necessari per raggiungere tale entità attraverso i vari livelli Ogni entità può avere un nome (title) È opportuno riferirsi alle entità usando il nome in modo da svincolarsi dalla sua collocazione fisica La corrispondenza tra nomi e indirizzi è gestita dal directory service Esempio d indirizzamento SSAP Livello 5 R TSAP Livello 4 A Livello 4 B NSAP Livello 3 Indirizzo Applicazione = PSAP + SSAP + TSAP + NSAP

8 Protocolli connessi e non connessi Caratteristica Connesso Non Connesso Connessione Iniziale Richiesta Impossibile Indirizzo destinazione Durante il Setup Nei pacchetti Sequenziaz. pacchetti Garantita Non garantita Controllo degli errori Sì No Controllo di flusso Sì No Opzioni Sì No ID di connessione Sì No

9 Politecnico di Torino Corso di Reti di Calcolatori Il modello ISO/OSI

10 Indice degli argomenti... Il modello di riferimento ISO/OSI Sistemi, Applicazioni e Mezzi Trasmissivi Architettura a Livelli I Sette Livelli Protocolli, Livelli e Interfacce Argomenti trattati nel Capitolo 2 del libro di testo

11 ... Indice degli argomenti Relazioni tra i livelli OSI Protocolli e Servizi Protocol Data Unit Service Data Unit Service Access Point Imbustamento Frammentazione

12 Sistemi e Mezzi Fisici Sistema 1 Sistema 3 mezzi fisici Sistema j Sistema 2 Sistema n

13 Elementi Base del Modello OSI Sistema A Sistema B Sistema C Sistema D mezzi fisici Applicazione Connessioni

14 I Livelli Per ridurre la complessità progettuale, tutte le reti sono progettate a livelli (layers, levels) Il numero di livelli, i loro nomi, il contenuto di ciascun livello differisce da rete a rete I livelli più alti sono vicini all I livelli più bassi sono vicini all uomo hardware

15 Il modello di riferimento ISO/OSI Applicazione Presentazione Sessione Trasporto Rete Data Link Fisico OSI: Open Systems Interconnection

16 I livelli Lo scopo di ciascun livello è quello di fornire servizi ai livelli superiori, mascherando come questi servizi sono implementati Nessun dato è trasferito direttamente da un livello N all altro: ogni livello passa dati e informazioni di controllo al livello sottostante, sino a quando si raggiunge il livello fisico che effettua la trasmissione

17 Livello 1: Fisico Si occupa di trasmettere sequenze binarie sul canale di comunicazione A questo livello si specificano: tensioni dello 0 e dell tipi, dimensioni, impedenze dei cavi tipi di connettori 1 Il livello fisico è nel dominio dell ingegneria elettronica

18 Livello 2: Data Link Ha come scopo la trasmissione affidabile di pacchetti di dati (frames) Accetta come input i frames (tipicamente pochi centinaia di byte) e li trasmette sequenzialmente Verifica la presenza di errori aggiungendo delle FCS (Frame Control Sequence) Può gestire meccanismi di correzione di errori tramite ritrasmissione

19 Livello 3: Rete Questo livello gestisce l instradamento dei messaggi Determina quali sistemi intermedi devono essere attraversati da un messaggio per giungere a destinazione Il livello 3 gestisce quindi delle tabelle di instradamento per ottimizzare il traffico sulla rete

20 Livello 4: Trasporto Fornisce servizi per il trasferimento dei dati end to end (cioè indipendenti dalla rete sottostante) In particolare il livello 4 può: frammentare i pacchetti in modo che abbiano dimensioni idonee al livello 3 rivelare/correggere gli errori controllare il flusso controllare le congestioni

21 Livello 5: Sessione Il livello 5 è responsabile dell organizzazione del dialogo e della sincronizzazione tra due programmi applicativi e del conseguente scambio di dati

22 Livello 6: Presentazione Il livello di presentazione gestisce la sintassi dell informazione da trasferire L informazione è infatti rappresentata in modi diversi su elaboratori diversi (es. ASCII o EBCDIC)

23 Livello 7: Applicazione É il livello dei programmi applicativi, cioè di quei programmi appartenenti al sistema operativo o scritti dagli utenti, attraverso i quali l utente finale utilizza la rete. Esempi sono: VT: Virtual Terminal, cioè connessione interattiva ad un elaboratore remoto FTAM: File Transfer and Access Management X.400: Posta Elettronica X.500: Directory Service

24 Protocolli Il livello N di un elaboratore parla con il livello N di un altro elaboratore usando un protocollo di livello N

25 Peer Entities Entità dello stesso livello Primitive del Servizio Primitive del Servizio Protocollo Sistema A Sistema B Peer Entities

26 SDU e PDU SDU: Service Data Unit PDU: Protocol Data Unit (pacchetti) N SDU N SDU N PDU Sistema A Sistema B Entità di Livello N

27 Interfacce L interfaccia definisce quali operazioni primitive e servizi sono forniti da un livello al livello superiore Livello N Interfaccia del livello N 1 N 1 SDU Primitive del Servizio di livello N 1 Livello N 1

28 Livelli, Protocolli e Interfacce Interfaccia livelli 6/7 Livello 6 Protocollo di livello 6 Livello 6 Interfaccia livelli 5/6 Livello 5 Protocollo di livello 5 Livello 5 Interfaccia livelli 4/5

29 SAP (Service Access Point) N 1 SAP Entità N Entità N 1 Entità N 1 Livello N Livello N 1

30 Imbustamento Multiplo Trasmittente Ricevente Applicazione Presentazione Sessione Trasporto Rete Data Link Fisico Dati AH Dati PH APDU SH PPDU TH SPDU NH TPDU DH NPDU DT bits Applicazione Presentazione Sessione Trasporto Rete Data Link Fisico

31 Frammentazione N PDU SAP Livello N Interfaccia Livello N 1 (N 1) SDU (N 1) PCI F1 F2 F3 F4 (N 1) PDU

32 Architetture di Rete L insieme dei livelli e dei protocolli utilizzati definisce una architettura di rete SNA (System Network Architecture): architettura di rete dei sistemi IBM DECNET: è la rete della Digital Equipment Corp. TCP/IP: è lo standard "de facto" OSI (Open Systems Interconnection): è lo standard "de iure" ancora in via di completamento

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

34 Primitive OSI Livello N+1 Livello N Livello N+1 ISO.request CONFIRMED ISO.confirm ISO.indication ISO.response ISO.request UNCONFIRMED TIME ISO.indication

35 Nomi e Indirizzi Ogni entità ha un indirizzo (address), dato dalla concatenazione dei SAP necessari per raggiungere tale entità attraverso i vari livelli Ogni entità può avere un nome (title) È opportuno riferirsi alle entità usando il nome in modo da svincolarsi dalla sua collocazione fisica La corrispondenza tra nomi e indirizzi è gestita dal directory service

36 Esempio d indirizzamento Livello 5 R SSAP Livello 4 A Livello 4 B TSAP Livello 3 NSAP Indirizzo Applicazione = PSAP + SSAP + TSAP + NSAP

37 Protocolli connessi e non connessi Caratteristica Connesso Non Connesso Connessione Iniziale Richiesta Impossibile Indirizzo destinazione Durante il Setup Nei pacchetti Sequenziaz. pacchetti Garantita Non garantita Controllo degli errori Sì No Controllo di flusso Sì No Opzioni Sì No ID di connessione Sì No