6_Reti di computer - Istituto Paritario Michelangelo

LE RETI DI COMPUTER
Il modello ISO/OSI
Prima parte
I MODELLI PER LE RETI
• All’ i izio dell’era i for atica, la gestio e delle comunicazioni tra
sistemi si era rilevata uno dei problemi più grandi, soprattutto per la
presenza di hardware molto differenti fra loro.
• Nacque così la necessità di trovare un modello comune a tutti
compatibile però con tutto l’hard are già esiste te.
• Il modello di riferimento per le architetture di rete è stato quindi
defi ito dall’ISO (International Standard Organization, Ente
Internazionale degli standard) nel 1984 (ISO 7498) con la sigla OSI
(Open System Interconnection).
Il modello è stato denominato ISO/OSI , cioè modello per
l’i terco essio e dei siste i aperti.
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Il modello ISO/OSI
• ISO: International Standard Organization
• OSI: Open Systems Interconnection
• È un modello (non un’architettura di rete)
• definisce i livelli e dice COSA devono fare
• Per ogni livello sono stati definiti degli
standard
• definiscono COME deve funzionare
© 1999 Pier Luca Montessoro
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IL MODELLO ISO/OSI
Per gestire la complessità dei problemi, OSI ha
adottato un approccio a livelli (layer : l’i tero
problema della comunicazione tra due
applicazioni è stato scomposto in un insieme
di sette livelli, ciascuno dei quali esegue
funzioni ben specifiche.
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All’ute te fi ale o i teressa i dettagli dell’i for azio e
ottenuta ai vari livelli ma solo quella proveniente
dall’ulti o li ello cioè dell’applicazio e
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I livelli
• Lo scopo di ciascun livello è quello di
fornire servizi ai livelli superiori,
mascherando come questi servizi sono
implementati
• Ogni livello passa dati e informazioni di
controllo al livello sottostante, sino a
quando si raggiunge il livello fisico che
effettua la trasmissione
© 1999 Pier Luca Montessoro
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ISO/OSI – I SETTE LIVELLI
Livello 7 - Applicazione
Livello 6 - Presentazione
Livello 5 - Sessione
Livello 4 - Trasporto
Livello 3 - Rete
Livello 2 - Dati
Livello 1 - Fisico
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Livello fisico
Questo livello gestisce le caratteristiche hardware.
Funzioni basilari per:
• connessione fisica
• struttura elettronica per il collegamento
• aspetti tecnici delle interconnessioni
Problemi tipici di questo livello:
• Quanti volt devono essere utilizzati per
rappresentare 0 ed 1
• Quanti microsecondi richiede la trasmissione di un
bit
• Come si stabilisce la connessione iniziale
• In quale direzione vengono trasmessi i dati
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Livello fisico (in sintesi)
• Trasmissione di sequenze di bit sul
canale di comunicazione
• Specifica:
• codifiche dei bit
• caratteristiche dei cavi e dei connettori
• Dominio dell'ingegneria elettronica
© 1999 Pier Luca Montessoro
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Livello fisico
Gli elementi che si trovano al livello fisico sono :
• Le schede di rete i stallate all’i ter o
del computer)
• Gli hub (sono semplici ripetitori
caratterizzati in genere da un numero di
porte che varia da 4 a 16)
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Livello di collegamento dati (Data link)
Riguarda i dispositivi che gestiscono il collegamento dati
da u PC all’altro della stessa rete.
•
•
•
controlla la correttezza delle sequenze di bit
trasmesse e ne richiede eventualmente la
ritrasmissione
provvede alla formattazione delle informazioni e alla
sincronizzazione dei messaggi (*)
provvede alla correzione ed al recupero di messaggi
errati
(*)
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Livello Data Link (in sintesi)
• Trasmissione di pacchetti di dati tra nodi
adiacenti priva di errori non segnalati
• Deve:
• identificare l’inizio e la fine dei pacchetti
• eventualmente gestire ritrasmissioni
• gestire il controllo di flusso
• Per le reti locali gestisce il controllo di
accesso al mezzo trasmissivo
© 1999 Pier Luca Montessoro
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Livello Data Link
(*)
(*) Vedi prossime slide
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Livello di collegamento dati (Data link)
Gli elementi di rete al livello 2 sono :
•
switch :
 sono dispositivi più intelligenti degli
hub e si caratterizza o a ch’essi per il
numero di porte disponibili
 i pacchetti vengono inviati in base
alle informazioni contenute
ell’header
 stabiliscono una connessione
temporanea fra la sorgente e il punto
di destinazione
 Altre funzionalità come la
rigenerazione dei segnali, possibilità
di interconnettere sottoreti con
velocità diverse
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Livello di collegamento dati (Data link)
•
bridge:
 sono dispositivi del tutto analoghi
agli switch, utilizzati come elementi
di interconnessione tra due LAN
 può collegare solo due reti dello
stesso tipo e con un sistema di
indirizzamento compatibile
 può essere costituito da un computer
con due schede di rete e corredato
da un software dedicato
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Livello di controllo della rete
A questo livello appartengono funzioni tipicamente di
rete.
•
•
•
Nel livello di rete, i messaggi vengono suddivisi in
pacchetti che, una volta giunti a destinazione
vengono riassemblati nella loro forma originaria.
Il livello di rete si fa carico di scegliere una strada fra
quelle disponibili, tramite i router che instradano i
pacchetti verso il computer di destinazione.
Il protocollo di rete più utilizzato nel livello 3 è il
protocollo IP (vedi prossime slide)
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Livello di rete (in sintesi)
• Instradamento dei messaggi (routing) attraverso
i nodi intermedi della sottorete di
comunicazione
• Deve:
• conoscere la topologia della rete
• scegliere il cammino migliore per far
arrivare ciascun messaggio a destinazione
• gestire le incompatibilità di reti eterogenee
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Livello di controllo della rete
Il principale elemento di
interconnessione della rete a livello 3
è il router.
•
•
•
Ancora più intelligenti di hub e switch , si basano su
una mappa di rete denominata tabellla di routing
i router possono fare in modo che i pacchetti
raggiungano le loro destinazioni attraverso i percorsi
più idonei
Possono creare percorsi alternativi (ad esempio se
cade la rete)
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Livello di controllo della rete
•
•
Definiscono collegamenti tra reti con protocolli
diversi (es. una rete locale e Internet )
Alcuni problemi sorgono quando si vogliono
connettere fra loro reti progettualmente diverse
(spesso incompatibili fra loro) . In questo caso si deve
ricorrere a dispositivi speciali detti router
multiprotocollo detti anche gateaway (inoltro di
pacchetti erso l’ester o di u a rete .
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In sintesi : differenze hub, switch e router
HUB
• L'hub è un dispositivo molto semplice e non esamina in alcun modo
i pacchetti che transitano al suo interno, limitandosi a inviarli a tutte
le stazioni di lavoro.
• Un hub non ha alcuna influenza sull'efficienza della rete perché ogni
pacchetto viene inviato a tutte le stazioni di lavoro e non solo al
computer destinatario.
SWITCH
• sono dispositivi più complessi, sono in grado di esaminare i
pacchetti ricevuti, e possono provvedere a instradare il traffico
esclusivamente alla stazione di lavoro destinataria. (le prestazioni
sono più alte in quanto la rete è meno affollata)
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In sintesi : differenze hub, switch e router
ROUTER
• I router sono apparecchiature ancor più complesse.
• Al loro interno, il traffico di rete è esaminato in modo accurato
riuscendo anche a leggere il contenuto del pacchetto
• possono gestire direttamente una serie di protocolli
• posso o scegliere il igliore percorso per l’i strada e to dei dati
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Esempio di rete con hub, switch e router
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