ISO-OSI E TCP-IP

MODELLO

iso-osi e tcp-ip

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ISO-OSI

LA STORIA DEL MODELLO ISO-OSI

• Il modello ISO/OSI, acronimo di International Organization for Standardization/Open Systems Interconnection, è un modello di riferimento che definisce un quadro concettuale per la progettazione e l'implementazione di protocolli di comunicazione nelle reti di computer. Questo modello è stato sviluppato dall'ISO, l'Organizzazione Internazionale per la Standardizzazione.
• La storia del modello ISO/OSI risale agli anni '70, quando l'ISO ha iniziato a esaminare la necessità di standardizzare i protocolli di rete per promuovere l'interconnessione di sistemi eterogenei. Nel 1977, l'ISO ha istituito un comitato chiamato ISO/TC 97/SC 16 per sviluppare uno standard per l'interconnessione aperta dei sistemi. Il lavoro di questo comitato ha portato alla definizione del modello ISO-OSI, che è stato pubblicato per la prima volta nel 1984 come ISO 7498.

LA GERARCHIA DEL MODELLO ISO-OSI

La gerarchia del modello ISO/OSI può essere suddivisa in due categorie principali: livelli superiori (host layers) e livelli inferiori (media layers). Questa distinzione riflette il modo in cui ciascun strato fornisce servizi agli strati sottostanti o superiori. Ecco come questa suddivisione può essere rappresentata:

LA GERARCHIA DEL MODELLO ISO-OSI

Livelli Superiori (Host Layers):

1. Strato di applicazione (Application Layer):Fornisce servizi di rete alle applicazioni software. Include protocolli specifici delle applicazioni, consentendo a programmi diversi di comunicare attraverso una rete.
2. Strato di presentazione (Presentation Layer):Si occupa della rappresentazione dei dati, garantendo che le applicazioni siano in grado di interpretare correttamente le informazioni scambiate tra di loro. Gestisce la conversione di formati dati, la crittografia e la compressione.
3. Strato di sessione (Session Layer):

1. Stabilisce, gestisce e termina le sessioni di comunicazione tra applicazioni. Si occupa della sincronizzazione, del dialogo e della gestione dei token, consentendo la comunicazione affidabile tra le applicazioni.

LA GERARCHIA DEL MODELLO ISO-OSI

Livelli Inferiori (Media Layers):

1. Strato di trasporto (Transport Layer):Fornisce servizi di trasporto end-to-end, garantendo una consegna affidabile e ordinata dei dati. Si occupa della segmentazione dei dati in unità gestibili (segmenti) e gestisce il controllo di flusso, il controllo di congestione e la correzione degli errori.
2. Strato di rete (Network Layer):Instrada i pacchetti attraverso la rete. Si occupa del routing, decisione dei percorsi ottimali e gestione delle tabelle di routing.
3. Strato di collegamento dati (Data Link Layer):Gestisce il trasferimento affidabile dei dati tra dispositivi direttamente collegati. Suddivide il flusso di dati in frame e gestisce il controllo degli errori, del flusso e dell'accesso al mezzo trasmissivo.
4. Strato fisico (Physical Layer):Si occupa delle specifiche fisiche della trasmissione dei dati. Coinvolge il trasferimento diretto dei bit attraverso un canale fisico e include aspetti come il tipo di cavo utilizzato, la topologia della rete e la modulazione del segnale.

LA GERARCHIA DEL MODELLO ISO-OSI

LIVELLO 1: PHYSICAL LAYER

• Il livello 1 del modello ISO/OSI gestisce gli aspetti fisici dell'infrastruttura di rete e i dispositivi che regolano il flusso di dati. È responsabile di determinare il Physical Layer bit rate (PROB), che rappresenta il numero di bit che possono essere trasmessi su un collegamento in un determinato intervallo di tempo. Questo livello definisce anche la durata in microsecondi dei segnali e le tensioni utilizzate per rappresentare i valori logici.
• Inoltre, il livello 1 si occupa della modulazione o della codifica dei dati per adattarli al mezzo trasmissivo. Gestisce anche le modalità di trasmissione, decidendo se la comunicazione avverrà in modalità Half-Duplex o Full-Duplex.
• Lavorano a questo livello sia i modem che gli hub, contribuendo a garantire la corretta trasmissione dei dati attraverso il mezzo fisico. Alcuni dei protocolli di rete associati a questo strato includono Bluetooth, DSL, FDDI, OTN, UWB e RS-232. Il livello 1 svolge un ruolo cruciale nel garantire che i dati vengano trasmessi in modo affidabile e efficiente attraverso l'infrastruttura di rete fisica.

LIVELLO 2: DATA LINK LAYER

• Il Livello 2 del modello ISO/OSI si occupa della formazione di pacchetti dati destinati a transitare attraverso la rete. Si occupa innanzitutto di un’attività di framing: frammentazione dei dati che vengono poi impacchettati e modificati.
• Al termine del framing i dati diventano parte di un nuovo pacchetto, dotato di un’intestazione (header) e di una coda (tail), che hanno la funzione anche di sequenza di controllo. Per ogni pacchetto ricevuto il destinatario trasmette al mittente un segnale di ACK (Acknowledgment), ovvero di conferma di ricevuta.
• In questo modo il mittente è in grado di capire quali pacchetti siano o meno arrivati a destinazione. Nel caso di pacchetti corrotti, incompleti, persi o mal trasmessi, il mittente deve occuparsi della loro ritrasmissione.
• Il livello 2 si occupa anche del controllo di flusso dei dati e di tutta una serie di interventi correttivi nel caso in cui venga registrato uno sbilanciamento della velocità di trasmissione. Tra i protocolli di rete appartenenti a questo layer è possibile citare: Ethernet, Wi-Fi, PPP, ATM e Token ring.

LIVELLO 3: NETWORK LAYER

• Il Livello 3 del modello ISO/OSI, in primo luogo, si dedica al processo di routing, che implica l'individuazione del percorso ottimale per la trasmissione dei pacchetti di dati attraverso la rete. Questo processo di instradamento è fondamentale per garantire che i dati siano recapitati in modo efficiente e affidabile dal mittente al destinatario.
• Oltre al routing, il Livello 3 gestisce la conversione dei dati durante il passaggio attraverso reti differenti. Ciò include l'importante compito di tradurre gli indirizzi, assicurando che i pacchetti siano correttamente diretti attraverso le diverse reti interconnesse.
• Tra i protocolli di rete associati a questo strato, troviamo quelli di rilevanza cruciale per il funzionamento di Internet, come il Protocollo Internet (IP), insieme ad altri come IPX e X.25. Il Livello 3 gioca un ruolo fondamentale nella creazione di un'infrastruttura di rete robusta e interconnessa, contribuendo a garantire una comunicazione efficiente e affidabile tra dispositivi situati in diverse reti.

LIVELLO 4: TRASPORT LAYER

• Il Livello 4 del modello ISO/OSI assume un ruolo cruciale nel controllo del flusso di dati, lavorando attivamente per prevenire l'arrivo simultaneo di un eccessivo numero di pacchetti presso lo stesso router. La sua responsabilità chiave è garantire il mantenimento corretto e ottimale della connessione e della sottorete di comunicazione tra reti di computer.
• In particolare, i protocolli del Livello 4 si occupano di ogni aspetto legato alla connessione tra gli host, che possono essere sia la sorgente che la destinazione dei dati. Il loro compito è determinare la gestione ottimale della trasmissione dei dati tra questi due nodi, compresi aspetti cruciali come il controllo di flusso, la correzione degli errori e la sequenziazione dei pacchetti.
• Tra i protocolli di rete appartenenti a questo layer spiccano SPCX, TCP (Transmission Control Protocol) e UDP (User Datagram Protocol). Ogniuno di questi protocolli svolge una funzione specifica all'interno del Livello 4, contribuendo al mantenimento delle connessioni affidabili e all'ottimizzazione delle comunicazioni tra gli host nelle reti di computer.

LIVELLO 5: SESSION LAYER

• Il Livello 5 del modello ISO/OSI assume un ruolo fondamentale nell'instaurare, mantenere e terminare connessioni tra applicazioni collaboranti. Inoltre, si occupa di fornire servizi di trasporto avanzati, tra cui la gestione del dialogo, che può essere unidirezionale o bidirezionale.
• Questo livello è coinvolto nella gestione dei token e nella sincronizzazione. I token consentono l'implementazione della mutua esclusione, garantendo che solo uno dei partecipanti alla comunicazione possa trasmettere alla volta. La sincronizzazione, d'altra parte, riduce la quantità di dati da ritrasmettere in caso di errori di varia natura, contribuendo così a migliorare l'efficienza della comunicazione.
• Tra i protocolli di rete associati a questo layer, emergono NetBIOS e SOCKS. NetBIOS fornisce un'interfaccia di programmazione di rete per applicazioni su una rete locale, mentre SOCKS è un protocollo che consente ai client di attraversare un server proxy in modo trasparente, migliorando la sicurezza e l'accessibilità delle comunicazioni. Il Livello 5 svolge quindi un ruolo cruciale nella facilitazione di una comunicazione fluida e sicura tra le applicazioni all'interno delle reti di computer.

LIVELLO 6: PRESENTATION LAYER

• Il Livello 6 del modello ISO/OSI assume la responsabilità della gestione della sintassi dell'informazione durante il trasferimento. In particolare, si occupa di tre aspetti cruciali: la sintassi astratta, la sintassi concreta locale e la sintassi di trasferimento.
• I protocolli operanti al Livello 6 svolgono un ruolo essenziale nella trasformazione dei dati delle applicazioni in un formato standardizzato, facilitando la comunicazione tra sistemi eterogenei. La sintassi astratta si riferisce alla rappresentazione dei dati in un formato indipendente dalla macchina, mentre la sintassi concreta locale si occupa delle specifiche particolari di un sistema. La sintassi di trasferimento, infine, gestisce il formato dei dati durante il trasferimento tra sistemi diversi.
• Tra i protocolli di rete associati al Livello 6, spiccano ASCII, MIME (Multipurpose Internet Mail Extensions) e PGP (Pretty Good Privacy). Questi protocolli consentono di standardizzare la rappresentazione dei dati, facilitando la crittografia, la formattazione e altri servizi di comunicazione comuni. Il Livello 6 svolge quindi un ruolo critico nell'assicurare l'interoperabilità e l'efficacia della comunicazione tra sistemi informatici con sintassi diverse.

LIVELLO 7: APPLICATION LAYER

• Il Livello 7 del modello ISO/OSI è l'ultimo strato e opera direttamente sul software, occupandosi di protocolli che interagiscono direttamente con le applicazioni. Questo livello è fondamentale per facilitare la comunicazione tra le applicazioni che operano su dispositivi differenti all'interno di una rete.
• I protocolli del Livello 7 consentono una vasta gamma di funzionalità, tra cui il trasferimento di file, l'individuazione dei partner nella comunicazione tra reti di computer, l'identificazione delle risorse disponibili e la sincronizzazione della comunicazione.
• Le categorie principali di protocolli di rete appartenenti a questo layer includono:

LIVELLO 7: APPLICATION LAYER

1. Protocolli di Servizio: Gestiscono il trasferimento di file, consentendo alle applicazioni di inviare e ricevere dati in modo strutturato. Questi protocolli facilitano la condivisione di informazioni tra applicazioni su reti diverse.
2. Protocolli di Accesso a Terminali Remoti: Consentono l'accesso e l'interazione con dispositivi terminali remoti. Questi protocolli sono spesso utilizzati per l'accesso remoto a sistemi informatici.
3. Protocolli per il Trasferimento di File: Gestiscono il trasferimento di file tra dispositivi sulla rete. Protocolli come FTP (File Transfer Protocol) rientrano in questa categoria.
4. Protocolli per i Servizi di Posta Elettronica e Newsgroup: Includono protocolli come SMTP (Simple Mail Transfer Protocol) per la trasmissione di email e protocolli per l'accesso a newsgroup.

TCP-IP

LA STORIA DEL MODELLO TCP-IP

• La storia del modello Internet o TCP/IP ha inizio negli anni '70 con lo sviluppo del protocollo di comunicazione TCP/IP (Transmission Control Protocol/Internet Protocol). Questo modello è stato progettato da Vinton Cerf e Bob Kahn come parte di un progetto di ricerca finanziato dalla Defense Advanced Research Projects Agency (DARPA), un'agenzia di difesa statunitense.

Ecco una breve panoramica della storia:

• Sviluppo del Protocollo TCP/IP:Negli anni '70, Cerf e Kahn svilupparono il protocollo TCP/IP per consentire la comunicazione tra reti eterogenee. Il TCP gestiva il controllo di flusso e la trasmissione affidabile dei dati, mentre l'IP gestiva l'instradamento dei pacchetti.

LA STORIA DEL MODELLO TCP-IP

• Espansione e Accettazione su Larga Scala:Negli anni '80, il TCP/IP divenne il protocollo predominante per le reti e le organizzazioni, superando altri protocolli concorrenti. Questo approccio si consolidò con l'adozione di TCP/IP da parte delle comunità accademiche e delle organizzazioni di ricerca.
• Diffusione di Internet:Durante gli anni '90, con l'apertura di Internet al pubblico e l'introduzione del World Wide Web, l'adozione di TCP/IP accelerò, diventando fondamentale per la connettività globale e la comunicazione su Internet.
• Standardizzazione Continua:Nel corso degli anni, gruppi come l'Internet Engineering Task Force (IETF) hanno contribuito alla standardizzazione e all'evoluzione del modello TCP/IP.

IL PROTOCOLLO TCP

• Il TCP, Protocollo di Controllo della Trasmissione, è uno standard di comunicazione fondamentale che consente a programmi applicativi e dispositivi di scambiarsi messaggi in una rete. Questo protocollo, incluso negli standard definiti dall'Internet Engineering Task Force (IETF), è essenziale per l'invio affidabile di pacchetti su Internet. Il TCP stabilisce connessioni tra origine e destinazione prima di trasmettere i dati, garantendo la loro integrità durante l'intero processo. È ampiamente utilizzato per applicazioni che richiedono la consegna completa dei dati, come protocolli di condivisione peer-to-peer, trasferimenti di file (FTP) e servizi di posta elettronica (SMTP, POP, IMAP).
• Il TCP, sebbene sia uno strumento affidabile, può risultare costoso in termini di risorse di rete a causa dei controlli di errore e dei meccanismi di sicurezza che impiega.

IL PROTOCOLLO IP

• L'IP, Protocollo Internet, è il protocollo fondamentale per l'invio di dati tra dispositivi su Internet. Ciascun dispositivo è identificato in modo univoco da un indirizzo IP, che facilita la comunicazione e lo scambio di dati tra computer. L'IP è responsabile dell'instradamento dei pacchetti di dati tra sorgenti e destinazioni. Esistono due versioni principali di IP, IPv4 e IPv6, che utilizzano diversi formati di indirizzamento per affrontare le esigenze crescenti delle reti globali.

COME FUNZIONA IL MODELLO TCP-IP

• Il modello TCP/IP è stato ideato per facilitare una trasmissione precisa dei dati tra dispositivi. Il processo inizia con la suddivisione dei messaggi in pacchetti, una pratica che evita la necessità di ritrasmettere l'intero messaggio in caso di problemi durante la trasmissione. Una volta che i pacchetti raggiungono la destinazione, vengono riassemblati. Il percorso di ciascun pacchetto può variare a seconda delle condizioni di rete, garantendo una maggiore flessibilità.
• Il protocollo TCP/IP organizza le attività di comunicazione in livelli, garantendo un processo standardizzato senza richiedere test e gestione specifici da parte dei fornitori di hardware e software. I dati seguono quattro livelli prima di raggiungere la destinazione, e il TCP/IP attraversa questi livelli in ordine inverso per riportare il messaggio al suo formato originale.
• In quanto protocollo orientato alla connessione, il TCP stabilisce e mantiene una connessione tra applicazioni o dispositivi durante lo scambio di dati. Controlla la suddivisione del messaggio in pacchetti numerati, il loro riassemblaggio, l'invio attraverso dispositivi di rete come router e switch, e il loro recapito finale. Il TCP gestisce la ritrasmissione di pacchetti persi, il controllo del flusso e si assicura che tutti i pacchetti raggiungano la loro destinazione.

LA GERARCHIA DEL MODELLO TCP-IP

• Il modello TCP/IP è diviso in quattro livelli, o strati, ciascuno dei quali svolge un ruolo specifico nella trasmissione e nella gestione dei dati su una rete:

1. Livello di Collegamento (Link Layer)
2. Livello di Rete (Network Layer)
3. Livello di Trasporto (Transport Layer)
4. Livello di Applicazione (Application Layer)

LA GERARCHIA DEL MODELLO TCP-IP

• Livello di Collegamento (Link Layer): Il livello datalink definisce il modo in cui i dati devono essere inviati, gestisce l'atto fisico dell’invio e della ricezione dei dati ed è responsabile della trasmissione dei dati tra applicazioni o dispositivi in rete. Ciò include la definizione del modo in cui i dati devono essere segnalati dall'hardware e da altri dispositivi di trasmissione in rete, tra cui un driver del dispositivo di un computer, un cavo Ethernet, una scheda di interfaccia di rete (NIC) o una rete wireless. Esso rappresenta la combinazione dei livelli del collegamento fisico e dei dati del modello di Interconnessione dei sistemi aperti (ISO), che standardizza le funzioni di comunicazione sui sistemi informatici e di telecomunicazione.
• Livello di Rete (Network Layer): Il livello Internet è responsabile dell'invio di pacchetti da una rete e del controllo del loro movimento su una rete per garantire che raggiungano la loro destinazione. Garantisce le funzioni e le procedure per il trasferimento di sequenze di dati tra applicazioni e dispositivi su reti.

LA GERARCHIA DEL MODELLO TCP-IP

• Livello di Trasporto (Transport Layer):Il livello di trasporto è responsabile di fornire una connessione dati solida e affidabile tra l'applicazione o il dispositivo originale e la destinazione prevista. Questo è il livello in cui i dati vengono suddivisi in pacchetti e numerati per creare una sequenza. Il livello di trasporto determina quindi la quantità di dati da inviare, dove inviarli e a quale velocità. Garantisce che i pacchetti di dati siano inviati senza errori e in sequenza, inoltre riceve la conferma che il dispositivo di destinazione abbia ricevuto i pacchetti di dati.
• Livello di Applicazione (Application Layer):Il livello applicazione si riferisce ai programmi che necessitano di TCP/IP per consentire loro di comunicare l’uno con l’altro. Questo rappresenta in genere il livello con cui gli utenti interagiscono, ad esempio tramite sistemi di posta elettronica e piattaforme di messaggistica. Combina i livelli di sessione, presentazione e applicazione del modello ISO.

LA GERARCHIA DEL MODELLO TCP-IP