i protocolli di retegaspari/www/teaching/inf_imp_reti2.pdf · 2008-11-28 · applicazione livello...
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La comunicazione in rete è basata sul concetto di Standard
MessaggioClient PC Server
Messaggio Messaggio
Tipicamente gli standard si focalizzano su i diversi aspetti della comunicazione sia hardware che software:• Standard di trasmissione sui collegamenti hardware ethernet, Token-ring, DQDB.• Protocolli software:
• Formato dei messaggi (Sintassi).• Sequenze di messaggi – ad esempio una risposta segue a una richiesta• Semantica dei Messaggi: Il significato dei valori nei diversi campi.
Definizione: uno standard di rete è costituito da un insieme di regole e convenzioni che specificano come avviene la comunicazione tra due o più elementi hardware o processi software eseguiti su macchine diverse.
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Perché sono necessari gli standard?
Molti venditori e fornitori componenti di reti.
Importante raggiungere un accordo.
La definizione di standard permette la comunicazione tra calcolatori progettati con creteri diversi.
Incrementa il mercato dei prodotti che aderiscono a un certo standard.
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Diverse tipologie di Standard
Standard de facto: si sono imposti senza nessun tipo di pianificazione, per motivi tecnici. UNIX TCP/IP
Standard de jure: standard imposti da autorità internazionali e progettati da organizzazioni per promuovere la standardizzazione: IEEE (Institute of Electrical and Electronics Engineers) ISO (International Standard Organization) ANSI (American National Standards Institute)
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Un esempio Comunicazione di messaggi in TCP/IP
livelloapplicazione HTTP Msg livello
applicazione
Livellotrasporto TCP Msg Livello
trasporto
Livellointernet
Pacchetto IP Livellointernet
Livellointernet
Client PC ServerEthernet Switch Router
LivelloData-link
EthernetFrame
LivelloData-link
LivelloData-link
LivelloData-link
Livellofisico
Livellofisico
Livellofisico
Livellofisico
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Un esempio Comunicazione di messaggi in TCP/IPLivello applicazione
livelloapplicazione HTTP Msg livello
applicazione
Client PC ServerEthernet Switch Router
Browser ProgrammaApplicativo
Su webserver
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Scopo del livello applicazione
Lo scopo del livello applicazione è quello che permette di far comunicare tra loro due programmi applicativi eseguiti su host diversi.
Quando un browser manda una richiesta a un webserver, lo standard per la comunicazione è un protocollo denominato Hypertext Transfer Protocol (HTTP). Per questo motivo gli URL dei siti cominciano con HTTP://.
Altri tipi di applicazioni utilizzano standard diversi basati su altri tipi di protocolli a livello applicazione
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Livellotrasporto TCP Msg Livello
trasporto
Riguarda la comunicazione tra host Host-to-HostHTTP funziona se viene usato TCP
Al livello di trasporto
Client PC ServerEthernet Switch Router
Scambio di messaggi con TCP/IP Livello trasporto
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Scopo del livello di trasporto
Lo scopo del livello di trasporto è quello di permettere la comunicazione tra due host anche se si tratta di calcolatori di tipo diverso, ad esempio PC o un workstation server.
Se si utilizza HTTP al livello applicazione, è necessario utilizzare un Transmission Control Protocol (TCP) al livello di trasporto.
Altre applicazioni possono richiedere standard diversi a livello di trasporto.
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Trasmissione ai livelli fisico data link e internet
Rete X
Rete Z rete Y
Switches
Routers
Switches
Routerete Y
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Comunicazione TCP/IP:il livello IP
Livellointernet
Pacchetto IP Livellointernet
Livellointernet
Comunicazione Hop-by-Hop attraverso internetHost-Router-Router-…Router-Host
Client PC ServerEthernet Switch Router
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Il livello internet
Lo scop[o di questo livello è quello di instradare I pacchetti dal host sorgente all’host destinazione attraverso diverse sottoreti connesse da router.
TCP necessita dell’utilizzo di Internet Protocol (IP) al livello internet.
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Scambio di messaggi con TCP/IPIl livello Data LINK
LivelloData Link
EthFrame
LivelloData Link
LivelloData Link
LivelloData Link
Livello Fisico
Livello Fisico
LivelloFisico
LivelloFisico
Trasmissione di tipo Hop-by-Hop attraverso una reteStation-Switch-Switch-…-Switch-Station
Propagazione attraverso un singolo cavo, Fibra ottica, o connessione radio
Client PC ServerEthernet Switch Router
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Trasmissione ai livelli fisico data link e internet
rete X
rete Z rete Y
Switches
Routers
Switches
Data Link
NB: Ci sono 3 Data Links. Uno per ciascuna rete attraversata
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Il livello Data Link
Lo scopo del livello data link layer è di gestire il movimento dei messaggi da un host sorgente a un host destinazione oppure a un router attraverso un unica rete che contiene switches.
Ad esempio se un host è situato in una LAN di tipo Ethernet viene utilizzato uno standard di livello data link di tipo Ethernet.
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Trasmissione ai livelli fisico data link e internet
Rete X
Rete Z Rete Y
Switches
Routers
Switches
Link fisici
NB: Nell’esempio ci sono 7 Links fisici
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Scopo del livello fisico
Lo scopo del livello fisico è quello di controllare la trasmissione di bit utilizzando cavi, onde radio o altre connessioni tra un host e uno switch, oppure tra coppie di switch, oppure tra uno svitch e un router.
Ad esempio, se un host è in una LAN di tipo Ethernet, si utilizza uno standard di trasmissione legato al livello fisico di Ethernet.
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Scopo del livello fisico
Mezzi ditrasmissione
Connettori
Diversi livelli di voltaggioPer rappresentare 0 e 1
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Diversi protocolli usati in due esempi
HTTP POP
Fisico
Livelli
Data Link
Internet
Trasporto
Applicazione
TCP
IP
Ethernet
Ethernet
Esempio 1: Accesso a Internet da una LAN
Modem (V.92)
PPP (Point-to-Point Protocol)
IP
TCP
Esempio 2: ScaricareE-Mail su internet da linea Telefonica con un modem
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Confronto tra I livelli fisico, data link, internet
Livello
Formatomessaggi
Fisico Data Link Internet
Nessuno trasmissione: Bit-by-Bit Frame Pacchetti
Switch RouterRepeater (Hub)DispositiviDi connessione
2 31Livello deiDispositivi*
*I dispositivi si possono caratterizzare con il livello massimo a cui operano, possono operate anche ai livelli più bassi.
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Confronto tra I livelli fisico, data link, internet
Data Link InternetFisicoLivello
Convenzionesul formato Nessuna
Gli Switches convertono il formatotra diverse connessioni alivello fisicosu porte diverse
UTP Fibra Ottica
SwitchClient PC Server
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Confronto tra I livelli fisico, data link, internet
Data Link InternetFisicoLivello
Convenzionisul formato Nessuna
I router convertonoI dati quando si passa tra reti diverse—Caratterizzate dadiversi data link ediversi livelli fisici
ReteEthernet
ReteATM
Router
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Regola: tutti gli switch di una rete e tutti i router in una internet devono seguire lo stesso standard
Rete 1 (Ethernet)
Rete 3 (ATM)
Client PC Ethernet Switch
Ethernet Switch Ethernet Switch
Router (IP)
Router (IP)
ATM SwitchATM SwitchServer
Rete 2
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Comunicazione verticale tra I livelli in un host
Livello Internet
Livello Data Link
Livello Fisico
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Comunicazione verticale nell’host chespedisce il messaggio
IP Packetgestore
livello Data Link
Host A
gestoreLivello Internet
gestoreLivello Fisico
Pacchetto IP
DL-T DL-HPacchetto IP
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Comunicazione verticale nell’host chespedisce il messaggio
Azioni al livello internet Si crea un pacchetto IP Si passa il pacchetto al livello data link
Azioni al livello data link Si crea un nuovo frame Incapsula il pacchetto IP nel campo dati del frame
aggiungendo un header e in alcuni casi un trailer Passa il frame al livello fisico
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Incapsulamento
L’incapsulamento si ottiene quando si mette un messaggio nel campo dati di un altro messaggio.
TrailerA livello
Data LinkPacchetto IP nel
Campo dati del frame
Frame
HeaderA livello
Data Link
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Comunicazione verticale sull host a cui è destinato il messaggio (Host B)
IP Packet
Pacchetto IP
DL-T IP Packet DL-H
gestoneLivello Internet
gestorelivello Data Link
gestoreLivello Fisico
Host B
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Comunicazione verticale sull host a cui è destinato il messaggio (Host B)
Azioni del processo a livello fisico Converte segnali in bit di un Frame Passa il Frame al processo che gestisce il data link
Azioni del processo a livello Data Link Controlla l’ header e il trailer (se esiste) del Frame Estrae il pacchetto IP dal Frame Passa il pacchetto al livello internet
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Comunicazione verticale su uno Switch X1
Host A Switch X2
A B
Frame Frame
Switch X1
Porta 1Fisico
Porta 2Fisico
Porta 3Fisico
Porta 4Fisico
Processo a livello data link
1 2 3 4
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Comunicazione verticale su un Router R1
Porta 1 DL
Fisico
Livello internet
Porta 2DL
Porta 3DL
Porta 4DL
Fisico Fisico Fisico
Router R1
Switch X2
Il router R1 riceve frame dallo Switch X2 nella Porta 1.Porta 1 al livello DL si estrae il pacchetto.Porta 1 il pacchetto DL viene passato al livello internet.
IP Packet
Pacchetto IP
DL-T Pacchetto IP DL-H
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Comunicazione verticale su un Router R1
Fisico
Porta4 DL
Porta 1DL
Fisico
Livello internet
Porta 2DL
Porta 3DL
Fisico Fisico
Router R1
Router 2
Il livello Internet manda pacchetti in out sulla Porta 4.Il livello DL sulla Porta 4 incapsula i pacchetti in un frame.Il livello DL passa il frame sulla Porta 4 al livello fisicoIl livello fisico spedisce I bit come segnali al Router 2
IP Packet
Pacchetto IP
DL-T Pacchetto IP DL-H
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Standards per I livelli di trasporto e applicazione
NB: gli standard a livello di trasporto possono connetere computerdi tipo diverso.In genere gli standard a livello di trasporto sono affidabilie correggono eventuali errori
Livelli di trasporto
App 1 App 2 App 3 App 4
Client PC
Rete o internet
Server
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Standards per I livelli di trasporto e applicazione
NB: Gli standard a livello applicativo collegano coppiedi applicazioni su router multitasking..
Livello applicazioneApp 1 App 2 App 3 App 4
Client PC
Rete o Internet
Server
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Architetture: TCP/IP, OSI, e ibride TCP/IP-OSI
Presentazione
TCP/IP OSI Hybrid TCP/IP-OSI
Applicazione Applicazione
Applicazione
Sessione
Trasporto
Internet
Trasporto
Rete
Transport
Internet
Data Link
Fisico
Data Link
FisicoUtiulizzo di StandardsOSI
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Architetture: TCP/IP, OSI, e ibride TCP/IP-OSI
L’architettura ibrida TCP/IP-OSI è utilizzata su internet e sulla maggior parte delle reti aziendali.
Le agenzie che hanno curato lo standard OSI sono la ISO e la ITU-T (International Telecommunication Union – Telecommunication Standard Sector).
L’agenzia di standards che ha curato TCP/IP è la IETF (Internet Engineering Task Force). La maggior parte dei documenti IETF sono chiamati RFC (Requests For Comments).
Alcune tra le RFC—ma non tutte—sono dei protocolli standard di Internet.
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NB
La configurazione più comune per gli standard di rete è quella di utilizzare gli standard OSI a livello fisico e data link e lo standard TCP/IP ai livelli internet, trasporto, e applicazione.
È molto importante tenere presente che questa architettura ibrida basata su TCP/IP–OSI è quella di internet e sarà quindi ampiamente analizzata nel corso (e nel libro di Panko).
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