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Cos’è uno standard?

Gli standard sono dei documenti universalmente accettati dalla comunità internazionale, e per ciò indicati come International Standard, che si riferiscono a specifiche tecniche o altri criteri ben precisi, da utilizzarsi in modo consistente come regole, linee guida o definizioni di caratteristiche, allo scopo di assicurare che materiali, prodotti, processi e servizi raggiungano lo scopo per cui sono stati pensati.

Questi standard vengono redatti attraverso l’uso di vari protocolli.

Nel mondo delle reti e Internet, un protocollo definisce un formato e l’ordine dei messaggi scambiati tra due o più entità in comunicazione, così come le azioni intraprese in fase di trasmissione e/o ricezione di un messaggio o di un evento.

Che cos’è il modello ISO/OSI?

OSI è l’acronimo di Open System Interconnection e rappresenta un modello di riferimento base proposto da ISO (Organizzazione Internazionale per la standardizzazione).

Il suo scopo è fissare le basi per una sistematica interoperabilità tra differenti sistemi di computer e applicazioni distribuite.

Il modello OSI viene utilizzato universalmente per descrivere qualsiasi entità (dispositivo di rete, software client/server, protocolli…) nel mondo della tecnologia dell’informazione e della comuncazione.

La struttura a sette livelli del modello ISO/OSI

Il modello di riferimento OSI è caratterizzato dalla sua struttura a sette livelli:

  1. Livello applicativo

  2. Livello di presentazione

  3. Livello di sessione

  4. Livello di trasporto

  5. Livello di rete

  6. Livello collegamento

  7. Livello fisico

L’organizzazione a strati consente di semplificare la progettazione e/o servizi di rete grazie al livello di astrazione sui dettagli implementativi di ciascun livello.

In questo modo ogni livello interagisce solo ed esclusivamente con i livelli adiacenti mediante una serie di interfacce (funzioni) e dei protocolli standardizzati.

L’utilizzo dell’architettura a livelli consente di modificare dei dettagli implementativi o aggiungere nuove funzionalità sena stravolgere la struttura preesistente.

TCP/IP

Il paradigma TCP/IP è alla base dell’internet di oggi. Tale paradigma deriva dalla divisioni a strati del modello di riferimento ISO/OSI ma con alcune differenze.

Innanzitutto TCP/IP, rispetto ad OSI, è caratterizzato dalla divisione in 4 livelli:

  1. Livello applicativo

  2. Livello di trasporto

  3. Livello di rete

  4. Livello collegamento

In TCP/IP i livelli di presentazione e sessione sono esterni alla pila di protocolli e il livello collegamento e fisico vengono solitamente inglobati in un unico livello.

Protocolli di TCP/IP

Livello Applicazione

I protocolli a livello applicativo possono essere suddivisi in due tipi di paradigmi: peer-to-peer e client/server. Un esempio di paradigma peer-to-peer è BitTorrent che fa parte dell’architettura peer-to-peer decentralizzata e strutturata. L’architettura peer-to-peer definisce una comunicazione diretta tra 2 host arbitrari e il carico di lavoro viene distribuito su tutti i peer della rete.

L’architettura client/server invece prevede la presenza di un processo client e un processo server: il client invia le richieste al server che a sua volta le elabora ed invia dei messaggi di risposta al client. Del paradigma client/server fanno parte i servizi HTTP, FTP, DNS e i servizi di posta elettronica (SMTP, IMAP4, POP3, MIME).

Livello Trasporto

Questo livello fornisce servizi di comunicazione fra i processi applicativi tramite una connessione logica. I protocolli a questo livello sono UDP e TCP. UDP è un protocollo senza connessione che impacchetta i dati e li trasferisce non garantendo affidabilità come TCP. In UDP notiamo l’assenza di un controllo degli errori e l’assenza del controllo sulla congestione: questo aumenta la velocità di trasmissione riducendo i ritardi, ma aumenta la possibilità di perdita di informazioni. TCP invece offre un servizio affidabile con controllo di errore, flusso e congestione. Inoltre per avviare una sessione TCP bisogna aprire una connessione, avviare la trasmissione di dati e chiudere la connessione (servizio con connessione).

Livello Rete

Il livello rete ha il compito di instradare un pacchetto dalla sorgente alla destinazione. L’inoltro è l’azione locale con cui il router trasferisce i pacchetti da ingresso in uscita. L’instradamento determina i percorsi del pacchetto lungo il cammino. gli algoritmi di instradamento indicano il percorso che si deve seguire. I protocolli a livello di rete sono: IPv4, DHCP e ICMP. Il livello di rete non offre un controllo degli errore nè un controllo del flusso. Offre solo il controllo sulla congestione. I servizi offerti dal livello rete sono: packetizing, routing, forwarding e switching. Nel packetizing i dati sono suddivisi e incapsulati in pacchetti (payload) decapsulati alla destinazione. Sono consegnati al livello collegamento senza modifiche o utilizzi. Il routing è il processo di ricerca del percorso migliore tra le possibili combinazioni di reti LAN e WAN. Nel forwarding un router inoltra un pacchetto in input tramite un’interfaccia a un’altra rete usando le informazioni sulle intestazioni nella tabella di inoltro. Nello switching un router crea un collegamento tra una porta di input e una di output.

Livello Collegamento

Ha il compito di controllare come viene usato il mezzo che collega i nodi nelle reti. Il livello collegamento è organizzato in sottolivelli: DLC si occupa delle procedure per la comunicazione tra due nodi adiacenti mentre MAC gestisce e controlla il mezzo trasmissivo per collegamenti broadcast. I dispositivi di interconnessione disponibili sono: repeater, hub, switch e router. L’indirizzamento avviene tramite protocollo ARP e i tipi di collegamento possono essere punto-punto, se il collegamento è tra due dispositivi o broadcast, se il collegamento è condiviso da più coppie di dispositivi.

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