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LIVELLI OSI e PROTOCOLLI DI RETE Affinché la comunicazione tra computer o tra diverse entità hardware possa avvenire con successo, questi devono sottostare ad un insieme di regole che ne governano il traffico, un linguaggio in comune. Tale insieme di regole prende il nome di protocollo. Il concetto di protocollo è molto simile al concetto di driver che permette a un computer di comunicare a pari livello con diverse tipologie di periferiche. Poiché l’atto di inviare dati, comporta un considerevole numero di azioni da compiere, un comitato di standardizzazione chiamato International Organisation for Standardisation (ISO) ha emesso un elenco di queste funzioni, e le ha suddivise in sette categorie, i livelli OSI (Open System Interconnection). Per quanto il concetto di “livello” può sembrare astratto, l'esistenza di questi strati è credibile, visto che i protocolli ad essi associati lavorano in quel e solo in quel settore/livello dell’intera 'catena di montaggio/smontaggio/passaggio' dell'informazione. Il seguente schema (pag. 2) mostra le trasformazioni standard che l’informazione subisce attraversando i diversi livelli OSI. Ad ogni livello viene attivato, se necessario, il protocollo dedicato allo svolgimento dell’operazione richiesta. In questo caso specifico si tratta di voler visualizzare una pagina web mediante chiamata a un server web dal browser di un client. Buon viaggio! 1) L'indirizzo alfanumerico di tipo FQDN (Fully Qualified Domain Name) viene inserito nella barra URL (Uniform Resource Locator) preceduto dal protocollo di chiamata HTTP (http://www.cisco.com). Lo scopo del protocollo HTTP (HiperText Transfer Protocol) è di permettere il trasferimento/la ricezione di dati su richiesta, prevalentemente in formato HTML dopo che la comunicazione tra il client e il server è stata avviata. 2) Su invio viene creata la richiesta di visualizzazione pagina, e passando dai livelli Presentazione e Sessione senza subire trasformazioni (il caso qui proposto non valuta l’uso di protocolli inerenti a questi due livelli), la richiesta approda al livello Trasporto. 3) Qui il protocollo TCP (Transmission Control Protocol) si occupa di gestire e organizzare i dati. Se i dati da inviare sono troppo grandi li ridimensiona spezzettandoli in segmenti più piccoli e li ricompone nel momento in cui arrivano al server di destinazione. Ogni segmento oltre a contenere la sua parte di informazione primaria, è provvisto di una etichetta contenente mittente e destinatario. Durante l’invio il protocollo TCP verifica che ogni pacchetto in uscita dal rooter venga trasmesso correttamente. Questo succede quando la risposta del ricevuto invio da parte del server di destinazione raggiunge il server di origine entro il time-out impostato sul client. Nel caso in cui il time-out venga superato il pacchetto viene di norma rispedito. 4) Quando i segmenti di dati arrivano al livello Network, il protocollo IP (Internet Protocol) li trasmette al livello Data link. Compito del protocollo IP è gestire il traffico fra i diversi computer collegati. Infatti, incapsula i segmenti in uscita in pacchetti (o datagrammi) e li invia scegliendo il percorso più veloce. A questo scopo viene utilizzato uno schema di indirizzamento di tipo numerico (numeri IP privati e pubblici es. 192.168.1.25 / 128.55.6.20) 1


Applicazione

HTTP

Presentazione

www.cisco.com

Applicazione

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Presentazione

Sessione

Sessione

192.168.1.25

Trasporto

TCP

Trasporto

192.168.1.25 84.53.164.170

TCP

www.cisco.com

128.55.6.20

Network

Gateway 192.168.1.1

Data link

Network

Fisico

IP

(192.168.1.25

Trasporto Network IP Data link Fisico

Data link

DSL/ADSL

192.168.1.25

Network

NAT 84.53.164.170)

Data link

Fisico

Trasporto

802.11 (WLAN) 802.3 (LAN)

DNS Servers www.cisco.com 128.55.6.20

DSL/ADSL 802.11 (WLAN) 802.3(LAN)

Fisico 128.55.6.20

2


5) Il protocollo DSL/ADSL si occupa di gestire la quantità di traffico in entrata dal livello Fisico e in uscita dal livello Data Link. Il pacchetto, arrivato al livello fisico viene gestito dai protocolli 802.3 (Ethernet , LAN) o 802.11 (WiFi , WLAN). La funzione di questi due protocolli è la comunicazione fisica tra differenti postazioni hardware, quindi la rispettiva trasmissione/ricezione dei dati via cavo (LAN) o via onde radio (WLAN). 6) Il Gateway (solitamente un Rooter) è l'Access Point ultimo che permette di accedere a Internet, la rete delle reti. L'informazione arriva così al livello fisico del gateway e qui il NAT (il Network Address Translation è un piccolo software integrato) genera un solo corrispettivo IP pubblico dinamico per tutti gli IP privati che fanno richiesta di uscita e salva questa informazione in una struttura associativa del tipo [192.168.1.25, 84.53.164.170] [192.168.1.27, 84.53.164.170] [192.168.1.15, 84.53.164.170] che verrà riutilizzata nel caso di una risposta da parte del server di destinazione. L'IP pubblico dinamico generato dal NAT indica quella posizione del nodo su internet che corrisponde al punto di accesso alla rete locale (Gateway). Gli IP privati rappresentano invece i sottonodi della rete locale all'interno del punto di accesso. Se un gateway è fornito di IP pubblico la struttura associativa diventa [192.168.1.25, IP pubblico del gateway] [192.168.1.27, IP pubblico del gateway] ecc.. Se una macchina locale è fornita di IP pubblico il servizio NAT non viene utilizzato per le richieste in uscita fatte da questa macchina. 7) Lo scopo dei server con funzione DNS (il Domain Name System è un protocollo che opera sul livello Applicazione del server DNS) è quello di convertire/tradurre da alfanumerico a numerico gli indirizzi dei nodi di rete di tipo FQDN (sito.dominio). Questo avviene grazie all'utilizzo di un sistema di array di tipo associativo es. [Mario, 22] [Andrea, 34] [Luisa, 14] insiti in tabelle di conversione dedicate allo scopo. Così il gateway fa richiesta di traduzione del nodo cercato (es. www.cisco.com) ai server DNS, ricevendo come risposta il corrispettivo indirizzo numerico (128.55.6.20). 8) Arrivato al livello Trasporto del Gateway, il protocollo TCP si occupa di aggiornare le informazioni dei pacchetti aggiungendo al numero IP del nodo locale (192.168.1.25) il numero IP dell’Access Point di origine acquisito tramite il NAT (84.53.164.170). Inoltre sostituisce l'indirizzo alfanumerico del nodo di destinazione (www.cisco.com) col corrispondente indirizzo numerico acquisito tramite DNS (128.55.6.20). 9) A questo punto il pacchetto contiene tutte le informazioni necessarie per raggiungere il server di destinazione (128.55.6.20) e permettergli di ricontattare il mittente (192.168.1.25) passando dal punto di accesso più prossimo al client (84.53.164.170). 10) Arrivati i dati all’altro capo della rete, le informazioni addizionali non utili al ricevente vengono rimossi. I dati utili vengono invece spacchettati fino a quando l’informazione originale non giunge al livello Applicazione del server di destinazione. Questo, rispondendo alla richiesta invia, ripercorrendo all'inverso tutti i livelli necessari, i nuovi pacchetti contenenti il codice html che permetteranno di visualizzare la pagina web sul browser del client. NB: la cosa davvero impressionante è che il tutto avviene in 100ms!

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Livelli OSI e protocolli di rete  

Breve viaggio nel mondo OSI - TCP - IP

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