. Itroduzioe. Evoluzioe Storica delle Reti di Telecomuicazioe I meo di quarata ai l evoluzioe tecologica ha portato drastici cambiameti al modo ed alla facilità co cui la gete può scambiare iformazioi, grazie alla rivoluzioe avutasi el campo delle reti di telecomuicazioi e del computer techology. egli ai 6 i calcolatori erao molto costosi e solo grosse orgaizzazioi potevao permettersi il lusso di possedere uo. La poteza di calcolo messa a disposizioe da questi calcolatori (gradi quato u paio di armadi), veiva usata sottopoedo al sistema dei processi batch (job) tramite delle schede forate. L iterazioe uomocomputer (HCI - Huma Computer Iteractio) era praticamete ulla. I Fig..- è riportato uo schema che rappreseta il computig eviromet di quegli ai. Stampate Memoria Secodaria (Dispositivi a astro magetico) Posto Operatore (telescrivete) Uità cetrale di Elaborazioe (CPU) Lettore di schede Sala Calcolatore Fig..- Il primo passo verso la codivisioe delle risorse di calcolo è stato compiuto itoro agli ai 7. I questi ai il costo di u calcolatore veiva ammortizzato da più orgaizzazioi, che quidi avevao la ecessità di codividere la risorsa di calcolo. L accesso alla risorsa avveiva secodo ua politica di tipo time-sharig. Lo schema utilizzato allora è riportato i Fig..-2, dalla quale si possoo otare i termiali usati per accedere al calcolatore. Questi termiali comuicavao co l elaboratore cetrale, tramite delle liee dati dedicate ed aalogiche. La coversioe digitale-aalogico veiva affidata a dei modem (MOdulatore DEModulatore ). U altro passo avati fu quello di disaccoppiare i moduli relativi alla gestioe della comuicazioe dall elaboratore, racchiudedo le loro fuzioalità i u Frot-Ed processor. Da questo mometo i poi le fuzioalità di comuicazioe sarao sempre separate dalle fuzioalità elaborative. -
Rete Telefoica Pubblica Fig..-2 Per sfruttare meglio le costose liee di comuicazioe, vee itrodotto il multiplexig di più termiali su ua sigola liea. I geerale il multiplexig era gestito da uo dei segueti dispositivi (vedi Fig..-3) : Multiplatore di Termiali Calcolatore Remoto Cluster Cotroller Il multiplatore di termiale può operare i due modi differeti : Multiplexig Determiistico : Ogi termiale collegato ha riservato staticamete u itervallo di tempo per iviare dati, a prescidere dal fatto che esso abbia o meo la ecessità di spedire qualche cosa. Multiplexig Statistico : I questo caso viee assegato u itervallo di tempo per spedire i dati solo a chi e ha effettivamete bisogo, elimiado gli sprechi itrodotti dal Multiplexig Determiistico. Il Cluster Cotroller eseguiva il pollig dei termiali ad esso coessi, metre il Calcolatore Remoto assegava la liea ai termiali secodo ua determiata politica di schedulig. La topologia che veiva fuori da tale sceario era ua stella avete cetro el calcolatore codiviso tra i vari termiali. Ua svolta ella filosofia della comuicazioe si ebbe co l avveto di ARPAET, ata du progetto del DoD (Uited States Departemet Of Defece), la quale propose come alterativa alla topologia stellare si ora utilizzata ua topologia magliata, basata sul packet switchig piuttosto del tradizioale circuit switchig. -2
Multiplexer di Termiali Elaboratore Cetrale Calcolatore di Iterfaccia Calcolatore Remoto Sistema Cetrale di Comuicazioe Cluster Cotroller Modem Rete Telefoica Pubblica Termiale Fig..-3 A metà degli ai 8 si pesò di costruire u uovo tipo di rete pubblica, iteramete digitale, utilizzabile sia per il trasferimeto vocale che per il trasferimeto dati. Iizia a farsi avati il cocetto di ISD (Itegrated Service Digital etworks) che mette a disposizioe due caali dati a 64kbps e u caale di cotrollo a 6 kbps (vedi Fig..-4). -3
TE TE ISD TE TE TE etwork Termiatio Equipmet ISD Itegrated Service Digital etwork Fig..-4 Attualmete, u grade sforzo si sta facedo per permettere il trasferimeto di iformazioi multimediali sulla rete, le quali richiedoo u alto bit rate. Per questo motivo si stao sviluppado le reti B-ISD (Broadbad ISD), i cui è itrodotto u uovo paradigma sia per la trasmissioe che per lo switchig coosciuto come ATM (Asychroous trasfer mode). Soo già dispoibili delle ATM LA (Local Area etwork) metre si stao sviluppado delle ATM WA (Wide Area etwork) capaci di itercoettere le varie LA. Soo ache i via di sviluppo delle ATM MA (Metropolita Area etwork) che permettao l itercoessioe sia di ATM LA che di Data-oly LA i ua stessa città (vedi Fig..-5). Per adesso si hao a disposizioe solo delle Isole Broadbad collegate ad Iteret, all itero delle quali soo dispoibili i servizi a larga bada. -4
Data-oly LA ATM LA ATM MA ATM WA ATM MA ATM LA Data-oly LA Data Oly Workstatio / Server Multimedia Workstatio / Server Fig..-5 L ultima sfida tecologica (ultima i seso temporale) riguarda la comuicazioe wireless (seza cavo), tramite la quale è possibile comuicare co chiuque, i qualuque posto ed i qualsiasi ora. La ricerca si sta duque orietado verso delle reti wireless a larga bada per il trasferimeto di applicazioi multimediali. -5
2. etwork Orgaizatio 2. Cocetto di Protocollo Due etità che desiderao cooperare, hao la ecessità di cocordare u isieme di regole su come portare avati la comuicazioe stessa. L isieme delle regole usate per cooperare viee i geere defiita protocollo. U protocollo è u isieme di regole sitattiche e sematiche cocordate tra due o più processi idipedeti al fie di cooperare. Ua rappresetazioe semplificato del collegameto che si istaura tra due iterlocutori, A e B, è mostrata i Fig. 2.-. T A 2 M M B T Fig. 2.-: Modello semplificato del collegameto tra due iterlocutori A e B. I figura soo evideziati due puti associati alle porte utilizzate dai due iterlocutori per comuicare, rispettivamete, co il modo estero (porta T) e co la peer etity (porta M). La codizioe ecessaria e sufficiete affiché due iterlocutori, A e B, possao realizzare u protocollo è che :. Il dizioario dei messaggi i igresso dell iterlocutore A sia icluso el dizioario dei messaggi di B, e viceversa. 2. L isieme di regole e di codifiche dei messaggi co cui l uo si comporta i corrispodeza di messaggi i igresso sia compatibile co le regole seguite dall altro. I due iterlocutori comuicao scambiado messaggi (la cui sitassi e sematica è defiita dal protocollo) tramite la porta M, metre iteragiscoo co il modo estero foredo ua serie di servizi mediate la porta T. Gli iterlocutori di Fig. 2- vegoo i geere detti protocol etity o protocol machie, essi possoo essere rappresetati da ua Fiite State Machie (FSM). 2-
2.2 Architetture di Rete Il pricipio che si è seguito ella progettazioe delle reti di comuicazioe, è stato quello della decomposizioe dei servizi i servizi più semplici, ioltre oostate siao possibili differeti architetture, la maggior parte delle reti fao riferimeto ad u architettura a livelli (Fig. 2.2-2). L orgaizzazioe dei servizi i servizi più semplici è detta etwork Architecture. Si defiisce etwork Architecture u isieme di livelli e protocolli. Ogi livello risolve u certo umero di problemi, e forisce ai livelli superiori u set be defiito di servizi, ascodedo i dettagli di come il servizio è effettivamete implemetato. Ciò cosete di sostituire, i modo del tutto trasparete, l implemetazioe di u dato livello co u altra che implemeta la stessa iterfaccia. Il livello di tale architettura rappreseta u iterlocutore che comuica co la sua peer etity tramite il protocollo del livello. Tra ogi coppia di livelli adiaceti ed (-) vi è u iterfaccia che defiisce l isieme dei servizi messi a disposizioe dal livello (-) al livello superiore. I realtà essu dato è spedito direttamete dalla protocol etity di livello su u calcolatore alla peer etity su di u altro calcolatore, ifatti, ogi livello passa i dati e delle iformazioi di cotrollo al livello immediatamete sottostate, fiche o si sia raggiuto il livello più basso. oostate ciò le protocol etity hao la sesazioe di comuicare direttamete come mostrato i Fig. 2.2-2 della liee trattegiate. Prima di proseguire, è importate efatizzare sulla differeza dei cocetti relativi ai protocolli ed ai servizi. U servizio è u isieme di primitive che ogi livello forisce al livello superiore, esso defiisce cosa u livello può fare ma o come esso effettivamete è implemetato. U protocollo, è ivece u isieme di regole che govera la comuicazioe tra due peer etity. Le etity usao il protocollo per implemetare i servizi foriti dall iterfaccia. I u aalogia co i liguaggi di programmazioe si potrebbe pesare che u servizio è come u oggetto, il quale defiisce i metodi tramite cui iteragire, ma o specifica come essi soo effettivamete implemetati. Metre u protocollo rappreseta i u certo seso l implemetazioe del metodo, e proprio per questo o è visibile a chi usa l oggetto. 2-2
Layer 5 Layer 5 Protocol Layer 5 Layer 4-5 Iterface Layer 4 Layer 4 Protocol Layer 4 Layer 3-4 Iterface Layer 3 Layer 3 Protocol Layer 3 Layer 2-3 Iterface Layer 2 Layer 2 Protocol Layer 2 Layer -2 Iterface Layer Layer Protocol Layer Physical Medium Fig. 2.2-2 : Architettura di ua rete a cique livelli. 2-3
Cosideriamo l architettura di rete mostrata i Fig. 2.2-3 e vediamo di capire co u esempio come due processi attivi al livello 5 possao scambiarsi messaggi. Layer 5 M Layer 5 Protocol M Layer 5 Layer 4-5 Iterface Layer 4 H M Layer 4 Protocol H M Layer 4 Layer 3-4 Iterface Layer 3 H M Layer 3 Protocol H M Layer 3 Layer 2-3 Iterface Layer 2 H M T Layer 2 Protocol H M T Layer 2 Layer -2 Iterface Layer Layer Protocol.... Layer Physical Medium Fig. 2.2-3 : Flusso effettivo dei messaggi i u sistema a livelli. Suppoiamo che il processo attivo al livello 5 geeri u messaggio m di protocollo da spedire all iterlocutore di livello pari. Il messaggio i questioe verrà passato dal livello 5 al livello 4, sfruttado i servizi messi a disposizioe dell iterfaccia 4-5. Il livello 4 aggiuge u header (rappresetato co ua H i Fig. 2-3) al messaggio passatogli dal livello 5. L header cotiee i geere iformazioi di cotrollo che servoo a gestire il protocollo. Fatto ciò il livello 4 passa il messaggio risultate al livello 3, il quale come il livello precedete gli aggiuge u header. Ifie a differeza degli altri, il livello 2 aggiuge al messaggio passatogli sia u header che u trailer e passa il tutto al livello che fisicamete si preoccupa di spedire il messaggio. A questo puto (se tutto va bee) il messaggio arriverà al livello dell host di destiazioe, il quale passera quato ricevuto al livello superiore che rimuoverà l header ed il trailer e passera la rimaete porzioe al livello superiore, e cosi via. I sostaza all host ricevete ogi layer si preoccuperà di elimiare l header che il peer level aveva itrodotto e passare quidi il risultato al layer superiore. È importate osservare i Fig. 2-3, le frecce (colorate i rosso) che rappresetare il flusso dei messaggi del caso preso i cosiderazioe, u altra cosa da otare è che le peer etity hao effettivamete la sesazioe che la comuicazioe stia avveedo i orizzotale, come mostrato dalle liee tratteggiate. 2-4
2.3 Geeralità sui Servizi 2.3. U po di termiologia Abbiamo si ora visto che ell architettura a livelli, ogi layer forisce allo strato soprastate u certo umero di servizi, ioltre i servizi foriti all iterfaccia tra due geerici livelli soo poteziati, secodo uo schema a valore aggiuto, ma mao che si sale di livello. I geerale si defiisce (+)-Service User l etità di livello (+) che usa i servizi messi a disposizioe del livello (), metre -Service Povider l etità distribuita costituita dall etità di livello e dal service provider di livello (-) (vedi Fig. 2.3-). ()-Etity (+)-Service User ()-Etity -Service Provider ()-Etity () Level Protocol ()-Etity (-)-Service Provider Fig. 2.3- : Modello dell architettura a valore aggiuto. 2-5
I servizi messi a disposizioe dal -Service Provider soo accessibili tramite gli Service Access Poits (-SAPs). Ogi SAP ha u idirizzo che lo idetifica i modo uivoco. Il livello (+) richiede u servizio al livello, passado ua (+)-SDU tramite u -SAP (vedi i Fig. 2.3-2). La (+)-SDU passata al livello sottostate è costituita dalla (+)-PDU da spedire alla peer etity, e viee icapsulata, isieme ad altre iformazioi aggiutive, i ua ()-PDU. (+) PDU (+Level () SDU () PCI () Level () PCI () SDU () PDU PDU : Protocol Data Uit SDU : Service Data Uit PCI : Protocol Cotrol Iformatio Fig. 2.3-2 2.3.2 Classificazioe dei Servizi I servizi che u livello offre possoo essere distiti elle segueti categorie: Servizi Coectio Orieted Servizi Coectioless L utilizzo di u servizio coectio orieted prevede tre step, ()Coectio Establishmet, (2)Data Trasfer, (3)Coectio Release. Ua coessioe si comporta come u tubo all itero del quale immettere i messaggi da spedire, questi ultimi soo ricevuti dal destiatario ello stesso ordie co cui soo stati immessi. Questi servizi ecessitao di u Three-Party Agreemet fra local user, remote user e service provider. Per certi versi i servizi coectio orieted soo simili al sistema telefoico, ei quali per parlare a qualcuo, bisoga prima istaurare ua coessioe digitado il umero telefoico del chiamato. Ua volta che la coessioe è stata istaurata possiamo parlare quato vogliamo, ed ifie la coessioe viee chiusa riaggaciado la coretta. I servizi coectioless a differeza di quelli coectio orieted, richiedoo u Two Party Agreemet fra service user e service provider. I tal caso si ha la trasmissioe di uità dati fra loro idipedeti, seza la ecessità di istaurare u coessioe. Questo tipo di servizi è aalogo a quello forito del servizio postale per la spedizioe delle lettere. 2-6
2.3.3 Classificazioe degli Elemeti di Servizio Formalmete u servizio è specificato da u isieme di primitive tramite cui i service user possoo accedere al servizio. Le primitive di servizio possoo essere classificate elle quattro classi mostrate i Tabella 2.3-. Tabella 2.3-:Classificazioe delle primitive di servizio Primitiva Request Idicatio Respose Cofirm Sigificato U etità vuole che il servizio faccia qualcosa U etità deve essere iformata su qualche eveto U etità vuole rispodere ad u eveto U etità dev essere iformata sulla sua richiesta I servizi soo i geere classificati i tre categorie : Cofirmed o-cofirmed Provider Iitiated I servizi cofermati (Cofirmed Services) soo costituiti da tutte le primitive preseti ella Tabella 2.3-, è quidi presete ua Request, ua Idicatio, ua Respose ed ua Cofirm. Metre i servizi o cofermati soo costituiti dalle sole primitive di Request e Cofirm. el caso dei servizi Provider Iitiated, è presete solo la primitiva di Idicatio. I Fig. 2.3-3, Fig. 2.3-4, Fig. 2.3-5 soo riportati i diagrammi temporali dei servizi sopra descritti. User A Service Provider User B User A Service Provider User B Request Idicatio Request Respoce Idicatio Cofirm Time Time Fig. 2.3-4: Diagramma temporale delle primitive di u servizio Cofirmed. Fig. 2.3-3: Diagramma temporale delle primitive di u servizio o-cofirmed. 2-7
User A Service Provider User B Idicatio Idicatio Time Fig. 2.3-5 : Diagramma temporale delle primitive di u servizio Provider- Iitiated 2-8
3. Modelli di riferimeto Agli iizi degli ai 7 le case produttrici di hardware e software di reti orietavao i loro prodotti verso specifiche macchie (prodotte spesso dalla casa stessa) rededo praticamete impossibile la comuicazioe di sistemi diversi. Per questa ragioe, questi sistemi vegoo classificati come closed system. A metà degli ai 7 l Iteratioal Stadards Orgaizatio (ISO) avviò u processo di stadardizzazioe propoedo u modello di riferimeto chiamato Ope System Itercoectio referece model (OSI referece model) il cui obiettivo era quello di permettere la comuicazioe tra processi applicativi resideti su computer di case costruttrici diverse che rispettavao u dato isieme di regole stadard. 3. OSI Referece Model L architettura scelta per l OSI è aturalmete orgaizzata i livelli, oguo dei quali svolge dei be determiati compiti. Tali livelli vegoo suddivisi i due categorie, i base alle fuzioi svolte: etwork depeded fuctio applicatio orieted fuctio Questo porta alla defiizioe di tre ambieti operativi: etwork Eviromet OSI Eviromet Real System Eviromet Il primo (etwork Eviromet) si occupa dei protocolli e degli stadard relativi ai differeti tipi di sottorete. L OSI Eviromet racchiude il etwork Eviromet e si occupa dei protocolli e degli stadard per la comuicazioe di sistemi aperti. Ifie il Real System Eviromet è costruito sull OSI Eviromet e rappreseta i processi utete che ecessitao la comuicazioe co sistemi remoti. Quato detto è riassuto schematicamete i Fig. 3.-. Il modello OSI è composto da 7 livelli; i pricipi che hao portato a questa scelta soo:. Deve essere aggiuto u livello solo se è ecessario iserire u uovo livello di astrazioe. 2. Ogi livello deve eseguire delle particolari e be determiate fuzioi. 3. Le fuzioi defiite ei vari livelli devoo essere scelte teedo i cosiderazioe che tale modello dovrebbe essere alla base della defiizioe di protocolli stadard iterazioali. 4. I cofii fra i vari livelli devoo essere scelti i modo da miimizzare lo scambio di iformazioi attraverso le iterfacce. 5. Il umero di livelli deve essere abbastaza alto i modo da o mischiare assieme (ello stesso livello) fuzioi che o hao ulla i comue, e deve essere sufficietemete basso da o appesatire troppo l architettura stessa. 3-
Computer A Computer B AP AP Applicatio - orieted fuctio Applicatio - orieted fuctio etwork - depeded fuctio etwork - depeded fuctio Data etwork etwork Eviromet OSI Eviromet Real System Evirimet Fig. 3.- Bisoga sottolieare che l OSI Referece Model o è u architettura di rete perché o specifica esattamete i servizi e i protocolli da usare i ogi livello. Essa semplicamete dice cosa ogi livello deve fare. Comuque l ISO ha prodotto degli stadard per oguo di tali livelli, ma essi o fao parte del modello OSI. Come si può otare dalla Fig. 3.-2 i primi tre livelli dell architettura OSI (Physical, Data Lik e etwork layer) fao parte del etwork Eviromet e soo preseti egli evetuali odi itermedi che coettoo il Computer A al Computer B. Il loro compito è strettamete legato co la Data etwork usata per coettere i vari odi della rete. I livelli superiori (Trasport, Sessio, Presetatio e Applicatio Layer) fao parte dell OSI Eviromet e vegoo detti Applicatio Orieted. Il loro compito è quello di permettere l iterazioe fra due processi utete che si trovao su computer diversi. Tali livelli soo ed-to-ed cioè essi o soo preseti ei odi itermedi ella rete di comuicazioe. Bisoga comuque precisare che il Trasport Layer o è u livello Applicatio Orieted, besì esso maschera ai livelli superiori (Applicatio Orieted) i dettagli dei livelli sottostati (etwork Depeded). ella Fig. 3.-3 soo riportati i 7 livelli dell architettura OSI co le fuzioalità svolte da oguo di essi. Adesso aalizzeremo più i dettaglio tali livelli (Layer) partedo dal Physical Layer (livello ) fio ad arrivare all Applicatio Layer (livello7). Adrew S. Taebaum - Computer etwork Third Editio - Pretice Hall. 3-2
Computer A AP Computer B AP Applicatio Layer Presetatio Layer Sessio Layer Trasport Layer etwork Layer Data Lik Layer Physical Layer Applicatio Layer Presetatio Layer Sessio Layer Trasport Layer etwork Layer Data Lik Layer Physical Layer Data etwork etwork Eviromet OSI Eviromet Real System Evirimet Fig. 3.-2 3-3
Ed-user applicatio process Ed-user applicatio process Distribuited iformatio services File File trasfer, trasfer, access access ad ad maagemet, maagemet, documet documet ad ad message message iterchage, iterchage, job trasfer ad maipulatio job trasfer ad maipulatio Applicatio layer System-idepeded message iterchage service Trasfer sytax egotiatio, Trasfer sytax egotiatio, data data represetatio represetatio trasformatios trasformatios Dialog ad sychroizatio Dialog ad sychroizatio cotrol cotrol for for applicatio applicatio etities etities Presetatio layer Sessio layer etwork-idepeded message iterchage service Ed-to-ed Ed-to-ed message message trasfer trasfer (coectio (coectio mamagemet, mamagemet, error error cotrol, cotrol, frafmetatio,flow cotrol) frafmetatio,flow cotrol) etwork routig, addressig, etwork routig, addressig, call call set-up, set-up, ad ad clearig clearig Data lik cotrol Data lik cotrol (framig, (framig, data data trasparecy, trasparecy, error error cotrol) cotrol) Mechaical ad electrical Mechaical ad electrical etwork etwork iterface iterface defiitios defiitios Trasport layer etwork layer Data Lik layer Physical layer Physical coectio to etwork termiatio equipmet Data Data Commuicatio Commuicatio etwork etwork Fig. 3.-3 3-4
3.. Physical Layer Lo scopo primario di tale livello è la defiizioe delle iterfacce meccaiche ed elettriche, i base al mezzo trasmissivo che sta sotto di esso. Ad esempio bisoga specificare che tipo di coettore usare, il sigificato di ogi pi del coettore, che forma d oda è assegata al bit e quale al bit ecc. Al di sopra di tale livello, si avrà quidi a disposizioe u servizio per il trasferimeto di bit. 3..2 Data Lik Layer Il compito pricipale del livello di Data Lik (DLL - Data Lik Layer) è quello di mettere a disposizioe del etwork Layer u caale di comuicazioe affidabile e privo di errori. otiamo come questo livello, sfruttado quato forito dal Physical layer (e cioè la possibilità di trasferire bit su u mezzo trasmissivo) realizza, tramite il protocollo di Data Lik, ua comuicazioe affidabile. Tale servizio sarà messo a disposizioe al livello superiore. Aalizziamo adesso come, il livello Data Lik riesce a realizzare ua comuicazioe affidabile. Esso spezzetta i dati proveieti dal etwork layer i delle data Frame (la cui lughezza può variare dalle cetiaia alle migliaia di byte) li spedisce i maiera sequeziale e cotrolla le ackowledgemet frame spedite dal ricevete. Il Data Lik layer deve ache prevedere che la liea di comuicazioe potrebbe distruggere o modificare il coteuto delle frame a causa di disturbi elettromagetici, quidi deve supportare dei meccaismi di ritrasmissioe delle frame perse o corrotte. D altro cato potrebbe ache accadere che al ricevete arrivi più volte la stessa frame (se viee persa ua ackowledgemet frame) quidi bisoga prevedere dei meccaismi per il ricooscimeto di pacchetti duplicati. U altra importate fuzioe svolta da questo livello è il flow cotrol per impedire ad u trasmettitore molto veloce di iodare di frame u ricevete più leto che, esauriti i buffer i cui memorizzare i dati i igresso, sarebbe costretto a scartare delle frame ricevute correttamete (sprecado quidi le risorse di rete iutilmete). Il Data Lik layer deve ache risolvere le problematiche riguardati l accesso al mezzo fisico, el caso di reti co caale comue. I particolare questo compito è svolto da u sottolivello del DLL detto MAC Medium Access Cotrol. 3..3 etwork Layer Il etwork Layer (L) svolge u importate compito che è quello del routig. Il DLL mette a disposizioe u caale di comuicazioe affidabile per iviare dati tra computer collegati co u lik fisico. Il L deve quidi risolvere il problema di trovare u percorso per far giugere i dati all HOST di destiazioe. Ovviamete i semplici reti di tipo broadcast (reti i cui tutti i odi collegati ricevoo il dato trasmesso, e solo il destiatario del messaggio processa il messaggio stesso) questa fuzioalità o è presete. Il etwork layer ioltre si occupa del set-up della coessioe prima del trasferimeto dei dati e del rilascio della stessa alla fie della comuicazioe. Ifie, è compito del etwork Layer gestire l iteretworkig cioè, se u pacchetto deve attraversare reti di tipo diverso (per adare dalla sorgete alla destiazioe) potrebbero isorgere alcui problemi, quali l idirizzameto e la lughezza dei messaggi. 3-5
3..4 Trasport Layer Il Trasport Layer (TL) è il primo livello Ed-to-Ed, cioè esso o è presete ei odi itermedi della rete, quidi, si deve far carico di tutte le problematiche relative al trasferimeto dei dati dalla sorgete alla destiazioe. Ad esempio se la tecica di trasferimeto dei dati ella rete è di tipo datagram, quado si dovrà ricostruire il messaggio, el odo destiazioe, bisogerà effettuare opportui cotrolli per ripristiare il messaggio origiale. A livello superiore si avrà duque a disposizioe u caale di comuicazioe affidabile. Le fuzioi svolte da tale layer soo quidi frammetazioe, cotrollo d errore e cotrollo di flusso Ed-to-Ed. Solitamete, il livello di trasporto crea ua uova coessioe di rete (livello sottostate) per ogi richiesta di coessioe di trasporto effettuata dal Sessio layer. el caso i cui vega richiesto u throughput (quatità di dati al secodo da trasferire) elevato per ua particolare coessioe di trasporto, i corrispodeza di essa potrebbero essere aperte due coessioi di rete. Aalogamete se vi soo due o più coessioi di trasporto che richiedoo u basso throughput, esse possoo essere mappate i u uica coessioe di rete. Per cocludere, il livello di trasporto fuge u po da livellatore; i base alla qualità del servizio (QOS - quality of service) messa a disposizioe dal etwork layer, esso ha 5 classi di servizio (classes of services). La classe provvede solo le fuzioalità base per creare ua coessioe e trasferire dati, metre la classe 4 provvede ua coessioe affidabile e prevede delle procedure per il flow cotrol. 3..5 Sessio Layer oostate co il Trasport Layer vegoo esaurite le problematiche del trasferimeto affidabile dell iformazioe, i servizi fio ad ora a disposizioe o permettoo a due qualuque processi applicativi di colloquiare. Il Sessio Layer (SL) permette di orgaizzare e sicroizzare il dialogo delle etità di livello superiore. Ifatti el caso i cui la comuicazioe può avveire secodo la tecica half-duplex (etrambe le etità possoo trasmettere ma i modo alterato) è ecessario, tramite u sistema a toke, permettere la trasmissioe solo all etità che possiede il toke. Devoo ioltre essere previsti dei meccaismi di richiesta del toke. U altra utile fuzioe svolta da tale livello è la sicroizzazioe. I caso di crash, solo i dati trasferiti dopo l ultimo puto di sicroizzazioe dovrao essere ritrasferiti. 3..6 Presetatio Layer Tale livello si occupa della sitassi e della sematica delle iformazioi da trasferire. Il livello di presetazioe egozia ua sitassi di trasferimeto da usare per il colloquio. Se tale sitassi è differete da quella locale, allora dovrà effettuare ua coversioe prima di trasmettere (o ricevere) i dati. Tale comportameto è molto simile a quello che succede quado due persoe voglioo dialogare. Se ua di esse parla solo l italiao metre l altra solo il giappoese, sarà ecessario il ricorso a degli iterpreti. Tali iterpreti potrebbero ad esempio tradurre rispettivamete l italiao i iglese e il giappoese i iglese (e viceversa) e redere duque possibile il colloquio. Bisoga però otare che è ecessario u liguaggio uiversalmete compreso che permetta l accordo sul 3-6
liguaggio di trasferimeto (ell esempio precedete il liguaggio di trasferimeto era l iglese). U altra fuzioe svolta dal presetatio layer è il criptaggio dei dati. 3..7 Applicatio Layer oostate si ha già co il Presetatio Layer ua ligua comue co la quale colloquiare, affiché il dialogo sia costruttivo è ecessario che u uiverso del discorso comue. Cotiuado l esempio precedete dei due iterlocutori (italiao e giappoese), se l italiao è u cooscitore dell arte modera metre il giappoese è u scieziato esperto di esperimeti ucleari, sarà difficile che il dialogo fra i due iterlocutori sia costruttivo. L Applicatio layer è il livello più alto dell architettura OSI, e il suo compito è duque quello di mettere a disposizioe dei programmi utete u isieme di fuzioalità che, a causa dell eorme diversità tra di esse, vegoo raggruppate i etità dette ASE (Applicatio Service Elemet). Il vataggio di tale approccio è che i programmatori di applicazioi possoo ivocare direttamete il servizio forito dell'ase, o avedo così la ecessità di crearsi proprie routies per risolvere i problemi più comui. Il livello applicativo è duque formato da tati blocchi fuzioali (ASE) oguo dei quali mette a disposizioe delle particolari fuzioalità. L accesso ai servizi a disposizioe dell applicazioe avviee tramite u opportuo isieme di primitive, che soo supportati dal sistema operativo locale. Tali primitive soo simili alle chiamate di sistema e scateao delle particolari procedure che usao il sottosistema di comuicazioe come se fosse u dispositivo locale, rededo il tutto trasparete all utete. 3..8 Trasmissioe dei Dati I Fig. 3.- è mostrato come avviee il trasferimeto dei dai el modello di riferimeto OSI. Come si vede esso rispecchia esattamete il pricipio che sta alla base delle architetture a valore aggiuto. Ifatti u geerico livello icapsula el campo dati della -PDU la SDU passata attraverso la SAP dal livello +, ed aggiuge u header. Da osservare che il DLL oltre ad aggiugere u header, che precede il campo dati, aggiuge u trailer, accodato al dato. Essi servoo a delimitare esattamete il campo dati della frame stessa. L idea di base è duque quella che, oostate l effettivo flusso dei dati avviee i maiera verticale, ogi livello è programmato come se il flusso dati fosse orizzotale. 3-7
3-8 Applicatio layer Presetatio layer Sessio layer Trasport layer etwork layer Data lik layer Physical layer etwork layer Data lik layer Physical layer Applicatio layer Presetatio layer Sessio layer Trasport layer etwork layer Data lik layer Physical layer DATA DATA AH DATA PH DATA SH DATA TH DATA H DATA DH DT Bits Sedig Process Receivig Process Fig. 3.-
3.2 TCP/IP Referece Model Cosideriamo adesso il modello di riferimeto di ARPAET e del successore ITERET. Iiziamo col dire che ARPAET fu u progetto sposorizzato dal DoD (U.S. Departmet of Defese) e fu sviluppato da varie uiversità americae. Gli obiettivi che si volevao raggiugere erao la possibilità di itercoettere più reti e la robustezza itesa come la capacità di fuzioameto ache i caso di guasto di odi itermedi. Iiziaroo duque ad essere realizzati questi protocolli, i quali raggiusero be presto u alto grado di efficieza e di popolarità a causa del fatto che erao dispoibili a costo ullo. Iiziò così quello che poi vee chiamato TCP/IP Referece Model. OSI TCP/IP Applicatio Presetatio Applicatio Sessio Trasport etwork Data Lik Physical Trasport Iteret Host-to-etwork Fig. 3.2-3.2. Iteret Layer I due obiettivi prima itrodotti hao portato alla scelta di ua rete a commutazioe di pacchetto di tipo coectioless. Ifatti co tale architettura è semplice far comuicare reti locali sia coectioorieted che coectioless. Ioltre si ha u alto grado di robustezza i caso di guasto di u odo itermedio poiché ogi pacchetto verrà istradato idipedetemete dagli altri. Il compito dell Iteret Layer è quello di permettere la spedizioe di pacchetti i ogi rete e i u qualsiasi odo di destiazioe. otiamo duque ua forte aalogia co il etwork Layer dell architettura OSI. Dato che la comuicazioe è di tipo coectioless l ordie di arrivo dei pacchetti potrebbe differire dall ordie co cui soo stati spediti, per cui, sarà compito del livello superiore il riordio del messaggio (se esso è ecessario). Il protocollo associato a tale livello è detto Iteret Protocol (IP). 3.2.2 Trasport Layer Il Trasport layer è il livello immediatamete superiore all Iteret Layer. Le fuzioalità svolte soo simili al TL dell architettura OSI, i particolare soo stati sviluppati due protocolli: il TCP ( 3-9