Corso di laurea in INFORMATICA - PowerPoint PPT Presentation

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Corso di laurea in INFORMATICA

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Corso di laurea in INFORMATICA RETI di CALCOLATORI A.A. 2003/2004 Modello OSI ed architettura TCP/IP Alberto Polzonetti alberto.polzonetti_at_unicam.it – PowerPoint PPT presentation

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Title: Corso di laurea in INFORMATICA


1
Corso di laureainINFORMATICA
  • RETI di CALCOLATORI A.A. 2003/2004
  • Modello OSI ed architettura TCP/IP
  • Alberto Polzonetti
  • alberto.polzonetti_at_unicam.it

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Architetture di rete a livelli
  • Nelle tecnologie di rete si usano architetture a
    livelli (layers) per
  • Suddividere le operazioni in elementi meno
    complessi
  • Consentire la focalizzazione della ricerca e
    sviluppo
  • Non influenzare gli altri livelli con le
    modifiche
  • Suddividere le operazioni di messa in rete in
    sottoinsiemi di operazioni più semplici

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Layers
  • Lo scopo di ogni livello è fornire servizi al
    livello immediatamente superiore, nascondendo i
    dettagli su come tali servizi sono implementati
  • Il livello n su un host dialoga con il livello
    n di un altro host (solo logicamente!)
  • Regole e convenzioni della comunicazione a
    livello n sono indicate col termine protocollo di
    livello n
  • Le entità logiche che portano avanti la
    conversazione a livello n sono dette peer entity
    (entità di pari livello)
  • Ciascuna peer entity di livello n porta avanti il
    dialogo utilizzando i servizi offerti dal livello
    n

Livelli
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Interfacce
  • Fra ogni coppia di livelli adiacenti cè una
    interfaccia
  • Linterfaccia definisce i servizi offerti dal
    livello sottostante e le operazioni primitive che
    possono essere richieste al livello sottostante
  • Analogia con i sistemi operativi linterfaccia
    tra il livello superiore e quello inferiore è
    simile alle API (funzioni di libreria e chiamate
    di sistema) tra i programmi applicativi ed il
    sistema operativo
  • il livello n-1 fornisce servizi al livello n
    (service provider)
  • il livello n usa i servizi del livello n 1
    (service user)
  • I servizi offerti sono accessibili attraverso il
    Service Access Point
  • ogni SAP ha un indirizzo che lo identifica
    univocamente

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Primitive di definizione del servizio
6
Servizi e protocolli
7
Gerarchie
8
Comunicazione multi-livello (analogia)
9
Flusso di informazioni per supportare la
comunicazione virtuale al livello 5
10
Livelli, protocolli, interfacce
  • Anche se è definito un protocollo di livello N,
    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
  • L'interfaccia definisce quali operazioni
    primitive e servizi sono forniti da un livello ai
    livelli superiori
  • L'insieme dei livelli e dei protocolli utilizzati
    definisce una architettura di rete
  • Due host possono dialogare anche se utilizzano
    diverse piattaforme hardware e diversi sistemi
    operativi, purchè adottino la stessa architettura
    di rete
  • Linsieme dei protocolli di una architettura
    utilizzati su un certo host viene detto pila di
    protocolli (protocol stack).

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MODELLO di RIFERIMENTO OSI
  • standard de iure per la connessione dei sistemi
    aperti
  • modello comune per confrontare le diverse
    architetture di rete
  • non definisce protocolli specifici ! non è una
    architettura di rete
  • Attenzione! Un modello di riferimento non è una
    architettura di rete
  • Il modello di riferimento definisce solo numero,
    relazioni e caratteristiche funzionali dei
    livelli, non definisce i protocolli effettivi
  • Larchitettura di rete definisce, livello per
    livello, i protocolli effettivi

Open Systems Interconnection (OSI) uno standard
su cui si basano i protocolli prodotto dalla
International Standard Organization
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STRATIFICAZIONE OSI
APPLICAZIONE 7
PRESENTAZIONE 6
SESSIONE 5
TRASPORTO 4
RETE 3
COMUNICAZIONE 2
FISICO 1
Felice Correva Rotolando Tra Spinose Piante
di Acacia
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Protocol Data Unit
  • Lunità dei dati scambiata ad un certo livello
    tra peer entity viene chiamata Protocol Data Unit
  • PDU a livello di trasporto ? segmento
  • PDU a livello di rete ? pacchetto
  • PDU a livello comunicazione ? frame

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Incapsulamento
  • Mentre le informazioni discendono attraverso i
    livelli cambiano il proprio formato su ciascun
    livello incapsulamento
  • Quando i dati risalgono, ciascuna intestazione
    determina in che modo spostare i dati per i vari
    livelli
  • a ciascun livello si staccano le intestazioni dei
    livelli precedenti in modo di avere lo stesso
    formato del livello analogo alla parte
    trasmissione.

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I livelli secondo il modello OSI
APPLICAZIONE Fornisce una serie di interfacce utilizzabili dalle applicazioni e quindi consente laccesso ai servizi di rete
PRESENTAZIONE Converte i dati in un formato generico per le tramissione in rete e viceversa
SESSIONE Consente a due parti di tenere comunicazioni continuative
TRASPORTO Gestisce la tramissione dati attraverso la rete
RETE Gestisce i messaggi in viaggio e traduce indirizzi e nomi tra logici e fisici
COMUNICAZIONE Tra strato della rete e strato fisico. Impacchetta dati grezzi in frame da consegnare alla rete
FISICO Converte i bit in segnali e i segnali in bit
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Livello 1 e 2
  • Livello 1 Fisico
  • Si preoccupa di trasmettere sequenze binarie sul
    canale di comunicazione
  • A questo livello si specificano
  • tensioni dello 0 e del 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)
  • Verifica della presenza di errori aggiungendo
    delle FCS (Frame Control Sequence)
  • Può gestire meccanismi di correzione di errori
    tramite ritrasmissione

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Livello 3 e 4
  • Livello 3 Network
  • Determina il modo migliore per spostare i dati da
    un host allaltro.
  • Gestisce lindirizzamento dei messaggi e la
    traduzione degli indirizzi da logici a fisici
  • Determina la strada che i dati percorrono tra
    lhost mittente e lhost destinatario
  • Il livello 3 deve inoltre
  • provvedere instradamenti alternativi in caso di
    guasti
  • evitare le congestioni della rete
  • Frammentare i pacchetti se fossero troppo grandi
    per il livello sottostante
  • Livello 4 Trasporto
  • Responsabile della consegna affidabile del
    messaggio dallorigine a destinazione
  • è il vero livello end-to-end, è cioè il primo
    livello che ignora la struttura della rete
  • Fornisce un ripristino degli errori ed un
    controllo di flusso in modo da soddisfare la
    qualità del servizio

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Livello 5 e 6
  • Livello 5 Sessione
  • è responsabile dell'organizzazione del dialogo
    tra due programmi applicativi e del conseguente
    scambio di dati
  • Livello 6 Presentazione
  • Il livello di presentazione gestisce la sintassi
    dell'informazione da trasferire (es. ASCII o
    EBCDIC)
  • Altre funzioni di questo livello sono la
    compressione dei dati, la crittografia e
    l'autenticazione

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Livello 7
  • 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
  • X400 Posta Elettronica
  • X500 Directory Service

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Protocolli di rete e di trasporto
  • Protocolli di trasporto responsabili di
    assicurare la consegna dei dati
  • TCP (Transmission Control Protocol)
  • SPX (sequenced packet eXchange)
  • NetBIOS
  • ATP (AppleTalk Transaction Protocol)
  • Protocolli di rete usati per linstradamento e
    per gli indirizzi
  • IP (Internet Protocol)
  • IPX (Internetwork Packet eXchange) Novell
  • NetBEUI (IBM e Microsoft)
  • DDP (Delivery Datagram Protocol) Apple in
    AppleTalk

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Host e router nel modello OSI
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Architettura TCP/IP il modello
  • Essendo il TCP/IP precedente alla definizione del
    modello OSI, non implementa tutte le funzioni
    specificate da quest'ultimo
  • inoltre alcune funzioni sono implementate in
    livelli diversi rispetto a quanto teorizzato dal
    modello.
  • L'architettura TCP/IP non specifica i livelli 1-
    2 della rete e permette sostanzialmente
    l'utilizzo di qualunque livello 1-2 già
    disponibile.
  • Il TCP/IP non fa quindi alcuna assunzione sulla
    tecnologia del livello sottostante limitandosi
    eventualmente ad adottare alcuni meccanismi di
    adattamento (ad esempio ARP) per operare su tutti
    i tipi di tecnologie di livello 1-2.

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Livello Network Interface (comunicazione-fisico)
  • Fornisce e riceve frame sul cavo che dipende dal
    tipo di rete
  • Non è caratterizzato da un particolare protocollo
    TCP/IP, ma di fatto è compatibile con tutti i
    protocolli standard
  • Ethernet
  • Token ring
  • Frame Relay
  • X.25
  • ISDN
  • Etc.

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Livello Internet
  • Protocollo IP che svolge tre funzioni principali
  • Indirizzamento
  • La suddivisione in pacchetti
  • Linstradamento
  • Contine quattro protocolli di supporto ARP,
    RARP, ICMP, IGMP
  • Protocollo di datagramm non affidabile
  • Si limita a svolgere le funzioni basilari della
    trasmissione assicurando grande efficienza
    allintero processo.

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Livello trasporto
  • Fornisce una comunicazione tra un capo e laltro
    tra gli host
  • TCP
  • Comunicazione orientata alla connessione
  • Alto grado di affidabilità ed elevata efficienza
  • UDP
  • Servizio senza connessione
  • Nessuna garanzia (demandata alle applicazioni)
  • Solo controllo degli errori nellintestazione
  • UDP ?? TCP lettera normale ?? raccomandata

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Livello Applicativo
  • Applicazioni che si connettono o che comunicano
    con host su reti remote
  • Categorie in ambiente windows
  • Applicazioni Winsock che utilizzano le funzioni
    di interfaccia API del servizio socket di windows
    (ftp, telnet, irc,.)
  • Applicazioni NETBIOS che usano nomi e servizi di
    recapito dei messaggi Netbios su una rete TCP/IP

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Confronto modello OSI e TCP/IP
APPLICAZIONE APPLICAZIONI APPLICAZIONI APPLICAZIONI APPLICAZIONI APPLICAZIONI APPLICAZIONI APPLICAZIONI APPLICAZIONI
APPLICAZIONE SMTP SMTP FTP TELNET DNS SNMP SNMP NFS
PRESENTAZIONE SMTP SMTP FTP TELNET DNS SNMP SNMP NFS
SESSIONE SMTP SMTP FTP TELNET DNS SNMP SNMP NFS
TRASPORTO TCP TCP TCP TCP TCP UDP UDP UDP
RETE ICMP IP IP IP IP ARP RARP RARP
RETE IGMP IP IP IP IP ARP RARP RARP
COMUNICAZIONE PROTOCOLLI DEFINITI DALLA RETE SOTTOSTANTE PROTOCOLLI DEFINITI DALLA RETE SOTTOSTANTE PROTOCOLLI DEFINITI DALLA RETE SOTTOSTANTE PROTOCOLLI DEFINITI DALLA RETE SOTTOSTANTE PROTOCOLLI DEFINITI DALLA RETE SOTTOSTANTE PROTOCOLLI DEFINITI DALLA RETE SOTTOSTANTE PROTOCOLLI DEFINITI DALLA RETE SOTTOSTANTE PROTOCOLLI DEFINITI DALLA RETE SOTTOSTANTE
FISICO PROTOCOLLI DEFINITI DALLA RETE SOTTOSTANTE PROTOCOLLI DEFINITI DALLA RETE SOTTOSTANTE PROTOCOLLI DEFINITI DALLA RETE SOTTOSTANTE PROTOCOLLI DEFINITI DALLA RETE SOTTOSTANTE PROTOCOLLI DEFINITI DALLA RETE SOTTOSTANTE PROTOCOLLI DEFINITI DALLA RETE SOTTOSTANTE PROTOCOLLI DEFINITI DALLA RETE SOTTOSTANTE PROTOCOLLI DEFINITI DALLA RETE SOTTOSTANTE
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Standard OSI vs TCP/IP (by net-library
Politecnico di Torino)
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Confronto modello OSI e TCP/IP
30
Pregi e difetti del modello OSI
  • Modello molto utile per discutere di reti di
    calcolatori
  • Cattiva tecnologia sia il modello che i
    protocolli sono difettosi
  • Cattive implementazioni pesanti, poco
    maneggevoli e lente
  • Cattiva politica è stato sempre visto come una
    creatura dei signori delle telecomunicazioni

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Pregi e difetti del modello TCP/IP
32
Indirizzamento
33
Versioni IP
  • Versione 4
  • La più diffusa
  • Indirizzi IP a 32 bit non più sufficienti
  • Versione 5
  • Basata sul modello OSI e mai superato la versione
    di proposta
  • Versione 6 (IPv6)
  • Indirizzi a 128 bit
  • Formato di pacchetto molto semplificato e reso
    più flessibile
  • ICMPv6 contiene ICMP,IGMP,ARP e RARP scompare

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Bibliografia
  • Tanenbaum Computer Networks 4 ed
  • Cap. 1 pagine 26 - 77
  • Tanenbaum Reti di Computer
  • Cap. 1 pagine 16 68
  • Comer Internet e Reti di Calcolatori
  • Capitoli 14 e 15
  • Comer Internetworking con TCP/IP
  • Capitolo 11

Lezione 2
35
Trasferimento dati tra due sistemi A e B
36
Architetture di rete
  • SNA System Network Architecture, architettura di
    rete dei sistemi IBM
  • DNA Digital Network Architecture, meglio nota
    con il nome di DECNET è la rete della Digital
  • Internet Protocol Suite, meglio nota con il nome
    di TCP/IP

37
PDU Protocol Data Unit
SDU Service Data Unit
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