Upload
zita-grossi
View
217
Download
0
Embed Size (px)
Citation preview
Corso di laureaCorso di laureainin
INFORMATICAINFORMATICA
RETI di CALCOLATORI A.A. 2003/2004Modello OSI ed architettura TCP/IP
Alberto [email protected]
Lezione 2 (03/04) Modello OSI ed architettura TCP/IP 2Alberto Polzonetti
Reti di calcolatori
Architetture di rete a livelliArchitetture 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
Lezione 2 (03/04) Modello OSI ed architettura TCP/IP 3Alberto Polzonetti
Reti di calcolatori
LayersLayers
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
Lezione 2 (03/04) Modello OSI ed architettura TCP/IP 4Alberto Polzonetti
Reti di calcolatori
InterfacceInterfacce
Fra ogni coppia di livelli adiacenti c’è una interfaccia
L’interfaccia definisce i servizi offerti dal livello sottostante e le operazioni primitive che possono essere richieste al livello sottostante
Analogia con i sistemi operativi: l’interfaccia 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 PointService Access Point
ogni SAP ha un indirizzo che lo identifica univocamente
Lezione 2 (03/04) Modello OSI ed architettura TCP/IP 5Alberto Polzonetti
Reti di calcolatori
Primitive di definizione del servizioPrimitive di definizione del servizio
Lezione 2 (03/04) Modello OSI ed architettura TCP/IP 6Alberto Polzonetti
Reti di calcolatori
Servizi e protocolliServizi e protocolli
Lezione 2 (03/04) Modello OSI ed architettura TCP/IP 7Alberto Polzonetti
Reti di calcolatori
GerarchieGerarchie
Lezione 2 (03/04) Modello OSI ed architettura TCP/IP 8Alberto Polzonetti
Reti di calcolatori
Comunicazione multi-livello (analogia)Comunicazione multi-livello (analogia)
Lezione 2 (03/04) Modello OSI ed architettura TCP/IP 9Alberto Polzonetti
Reti di calcolatori
Flusso di informazioni per supportare la Flusso di informazioni per supportare la comunicazione virtuale al livello 5comunicazione virtuale al livello 5
Lezione 2 (03/04) Modello OSI ed architettura TCP/IP 10Alberto Polzonetti
Reti di calcolatori
Livelli, protocolli, interfacceLivelli, 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
L’insieme dei protocolli di una architettura utilizzati su un certo host viene detto pila di protocolli (protocol stack).
Lezione 2 (03/04) Modello OSI ed architettura TCP/IP 11Alberto Polzonetti
Reti di calcolatori
MODELLO di RIFERIMENTO OSIMODELLO 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
L’architettura 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
Lezione 2 (03/04) Modello OSI ed architettura TCP/IP 12Alberto Polzonetti
Reti di calcolatori
STRATIFICAZIONE OSISTRATIFICAZIONE OSI
APPLICAZIONE 77
PRESENTAZIONE 66
SESSIONE 55
TRASPORTO 44
RETE 33
COMUNICAZIONE 22
FISICO 11
Felice Correva Rotolando Tra Spinose Piante di Acacia
Lezione 2 (03/04) Modello OSI ed architettura TCP/IP 13Alberto Polzonetti
Reti di calcolatori
Protocol Data UnitProtocol Data Unit
L’unità 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
Lezione 2 (03/04) Modello OSI ed architettura TCP/IP 14Alberto Polzonetti
Reti di calcolatori
IncapsulamentoIncapsulamento
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.
Lezione 2 (03/04) Modello OSI ed architettura TCP/IP 15Alberto Polzonetti
Reti di calcolatori
I livelli secondo il modello OSII livelli secondo il modello OSI
APPLICAZIONEFornisce una serie di interfacce
utilizzabili dalle applicazioni e quindi consente l’accesso 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
COMUNICAZIONETra 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
Lezione 2 (03/04) Modello OSI ed architettura TCP/IP 16Alberto Polzonetti
Reti di calcolatori
Livello 1 e 2Livello 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
Lezione 2 (03/04) Modello OSI ed architettura TCP/IP 17Alberto Polzonetti
Reti di calcolatori
Livello 3 e 4Livello 3 e 4
Livello 3: Network Determina il modo
migliore per spostare i dati da un host all’altro.
Gestisce l’indirizzamento dei messaggi e la traduzione degli indirizzi da logici a fisici
Determina la strada che i dati percorrono tra l’host mittente e l’host 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 dall’origine 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
Lezione 2 (03/04) Modello OSI ed architettura TCP/IP 18Alberto Polzonetti
Reti di calcolatori
Livello 5 e 6Livello 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
Lezione 2 (03/04) Modello OSI ed architettura TCP/IP 19Alberto Polzonetti
Reti di calcolatori
Livello 7Livello 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
Lezione 2 (03/04) Modello OSI ed architettura TCP/IP 20Alberto Polzonetti
Reti di calcolatori
Protocolli di rete e di trasportoProtocolli di rete e di trasporto
Protocolli di rete usati per l’instradamento e per gli indirizzi
IP (Internet Protocol)
IPX (Internetwork Packet eXchange) Novell
NetBEUI (IBM e Microsoft)
DDP (Delivery Datagram Protocol) Apple in AppleTalk
Protocolli di rete usati per l’instradamento e per gli indirizzi
IP (Internet Protocol)
IPX (Internetwork Packet eXchange) Novell
NetBEUI (IBM e Microsoft)
DDP (Delivery Datagram Protocol) Apple in AppleTalk
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 trasporto responsabili di assicurare la consegna dei dati
TCP (Transmission Control Protocol)
SPX (sequenced packet eXchange)
NetBIOS ATP (AppleTalk
Transaction Protocol)
Lezione 2 (03/04) Modello OSI ed architettura TCP/IP 21Alberto Polzonetti
Reti di calcolatori
Host e router nel modello Host e router nel modello OSIOSI
Lezione 2 (03/04) Modello OSI ed architettura TCP/IP 22Alberto Polzonetti
Reti di calcolatori
Architettura TCP/IP: il modelloArchitettura 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.
Applicazione
Trasporto
Rete
Comunicazione Fisico
(host to network)
Lezione 2 (03/04) Modello OSI ed architettura TCP/IP 23Alberto Polzonetti
Reti di calcolatori
Livello Network Interface (comunicazione-Livello Network Interface (comunicazione-fisico)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….
Lezione 2 (03/04) Modello OSI ed architettura TCP/IP 24Alberto Polzonetti
Reti di calcolatori
Livello InternetLivello Internet
Protocollo IP che svolge tre funzioni principali1. Indirizzamento2. La suddivisione in pacchetti3. L’instradamento
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 all’intero processo.
Lezione 2 (03/04) Modello OSI ed architettura TCP/IP 25Alberto Polzonetti
Reti di calcolatori
Livello trasportoLivello trasporto
Fornisce una comunicazione tra un capo e l’altro 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
nell’intestazione UDP TCP = lettera normale
raccomandata
Lezione 2 (03/04) Modello OSI ed architettura TCP/IP 26Alberto Polzonetti
Reti di calcolatori
Livello ApplicativoLivello 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
Lezione 2 (03/04) Modello OSI ed architettura TCP/IP 27Alberto Polzonetti
Reti di calcolatori
Confronto modello OSI e TCP/IPConfronto modello OSI e TCP/IP
APPLICAZIONEAPPLICAZIONI
SMTP FTPTELNE
TDNS SNMP NFSPRESENTAZIONE
SESSIONE
TRASPORTO TCP UDP
RETEICMP
IP ARP RARPIGM
P
COMUNICAZIONE PROTOCOLLI DEFINITI DALLA RETE SOTTOSTANTEFISICO
Lezione 2 (03/04) Modello OSI ed architettura TCP/IP 28Alberto Polzonetti
Reti di calcolatori
Standard OSI vs TCP/IP (by net-library Standard OSI vs TCP/IP (by net-library Politecnico di Torino)Politecnico di Torino)
Lezione 2 (03/04) Modello OSI ed architettura TCP/IP 29Alberto Polzonetti
Reti di calcolatori
Confronto modello OSI e TCP/IPConfronto modello OSI e TCP/IP
Lezione 2 (03/04) Modello OSI ed architettura TCP/IP 30Alberto Polzonetti
Reti di calcolatori
Pregi e difetti del modello OSIPregi 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
Lezione 2 (03/04) Modello OSI ed architettura TCP/IP 31Alberto Polzonetti
Reti di calcolatori
Pregi e difetti del modello TCP/IPPregi e difetti del modello TCP/IP
Lezione 2 (03/04) Modello OSI ed architettura TCP/IP 32Alberto Polzonetti
Reti di calcolatori
IndirizzamentoIndirizzamento
In d irizzi n e l m o n d o T C P /IP
In d irizzo f is ico In d iriz zo IP In d irizzo d i p o rta
In d irizz i
Indirizzo di portaIndirizzo di porta
Indirizzo FisicoIndirizzo Fisico
Indirizzo IPIndirizzo IP
Applicazione
Trasporto
Rete
Comunicazione Fisico
(host to network)
Lezione 2 (03/04) Modello OSI ed architettura TCP/IP 33Alberto Polzonetti
Reti di calcolatori
Versioni IPVersioni 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
Lezione 2 (03/04) Modello OSI ed architettura TCP/IP 34Alberto Polzonetti
Reti di calcolatori
Lezione 2
Lezione 2
BibliografiaBibliografia
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 (03/04) Modello OSI ed architettura TCP/IP 35Alberto Polzonetti
Reti di calcolatori
Trasferimento dati tra due sistemi A e BTrasferimento dati tra due sistemi A e B
Lezione 2 (03/04) Modello OSI ed architettura TCP/IP 36Alberto Polzonetti
Reti di calcolatori
Architetture di reteArchitetture 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
Lezione 2 (03/04) Modello OSI ed architettura TCP/IP 37Alberto Polzonetti
Reti di calcolatori
PDU = Protocol Data UnitSDU = Service Data Unit