Internet e la maggior parte delle reti si basano sul modello ISO/OSI. L’International Standards Organization è costituita da un gruppo di scienziati, matematici, ingegneri e comprende le organizzazioni di standardizzazione di più di 100 paesi. L’ISO incorpora più di 2700 comitati: tra comitati tecnici, gruppi di lavoro e sotto-comitati. Fine anni ’70, l’ISO propone un modello di rete che fungesse da base per l’implementazione delle reti in tutto il mondo.
Modello OSI – ISO/OSI
OSI (Open Systems Interconnection) è il risultato di varie modifiche fatte dai professionisti. Come già detto, Internet e la maggior parte delle reti si basano su questo modello. Il modello ISO/OSI definisce 7 livelli dell’hardware e del software di rete. In una rete a livelli, ciascun livello fornisce determinate funzionalità ai livelli sovrastanti. Ogni livello nasconde ai livelli sovrastanti i dettagli implementativi definiti dai livelli sottostanti.
Lo stack dei protocolli
Il modello ISO/OSI suddivide la rete in livelli, ognuno con funzioni specifiche. A ciascun livello, il modello associa dei protocolli che definiscono le funzionalità del livello. Il modello associa a ciascun livello almeno un protocollo, dunque il modello dispone i protocolli uno sull’altro. Stack dei protocolli deriva dal concetto della rete come entità costituita da livelli di protocolli.
Il passaggio di dati da un livello all’altro
I protocolli TCP/IP trasferiscono le informazioni lungo la rete. I dati si spostano verso il basso nella frequenza dei protocolli, lasciando la macchina trasmittente. Poi si spostano verso l’alto nello stack dei protocolli nel momento in cui essi entrano nella macchina ricevente. Il livello superiore del modello ISO/OSI è il livello di applicazione, mentre il livello inferiore è il livello fisico. Mentre i dati si muovono nello stack dei protocolli, questi procedono dal livello dell’applicazione al livello fisico. Quando la destinazione fisica riceve i dati, questi risalgono lo stack fino a raggiungere il livello dell’applicazione:
- Il programma di posta elettronica invia il documento verso il basso nello stack di protocolli fino a aggiungere il livello di trasporto.
- Il livello di trasporto allega al file la propria intestazione e invia il documento al livello di rete.
- Il livello di rete suddivide il documento in pacchetti, aggiunge ulteriori informazioni di intestazione e invia i pacchetti al livello data-link.
- Il livello data-link invia i pacchetti al livello fisico.
- Il livello fisico trasmette il file lungo la rete sotto forma di impulsi elettrici.
- Gli impulsi elettrici passano attraverso il computer, router, ripetitori che si trovano tra il computer trasmittente e ricevente. Ogni computer controlla l’indirizzo del pacchetto e lo fa procedere verso la sua destinazione.
- Nel computer di destinazione, il livello fisico passa i pacchetti al livello data-link.
- Il livello data-link passa le informazioni al livello di rete.
- Il livello di rete raggruppa le informazioni fisiche per ricostruire un pacchetto, verifica l’indirizzo contenuto nelle intestazioni di ciascun pacchetto e verifica di essere la destinazione del pacchetto.
- Livello di trasporto e livello di rete, riuniscono tutti i pezzi del file trasmesso e passa le informazioni verso l’alto al livello dell’applicazione.
- Al livello di applicazione, il programma di posta elettronica visualizza all’utente i dati.
Implementazione protocollo TCP/IP nel modello ISO/OSI
Il modello ISO/OSI non è altro che un modello. L’implementazione del modello può essere diversa a seconda del protocollo di rete impiegato. Il gruppo di protocolli TCP/IP utilizza soltanto cinque dei sette livelli del modello ISO/OSI. L’unico modo che ha il computer per comunicare con altri computer è tramite l’interfaccia hardware del livello data-link che gestisce la trasmissione effettuata dal livello fisico.
Il livello fisico
Il livello fisico definisce le caratteristiche dei segnali elettrici nel canale di trasmissione. Il ripetitore è l’esempio di dispositivo di rete funzionante a questo tipo di livello. Il ripetitore rigenera i bit ricevuti e li trasmette lungo il cavo nel percorso verso la destinazione. Il livello fisico specifica il modo in cui la scheda di rete o il convertitore deve codificare i bit trasmessi in rete. Il livello fisico include il mezzo di trasmissione, che si occupa della trasmissione dati. In una LAN di un ufficio, il livello fisico è rappresentato da un cavo che corre lungo le pareti e che collega i computer.
Il livello data-link
Il livello data-link definisce come il livello fisico trasmette i dati ricevuti dal livello di rete. Ricostruisce i bit che compongono le informazioni utilizzando i protocolli che controllano la costruzione e lo scambio dei pacchetti lungo il cavo di collegamento. Il livello data-link connette il livello fisico al livello di rete. Il livello data-link corrisponde alla scheda di rete installata sul computer. Include un’interfaccia hardware e due moduli di protocollo: ARP (Address Resolution Protocol) e RARP (Reverse Address Resolution Protocol). I due moduli di protocollo vengono utilizzati per creare e ricostruire indirizzi per le trasmissioni inviate o ricevute dal livello fisico.
Il livello di rete
Definisce il modo in cui le informazioni ricevute dal livello di trasporto vengono inviate in rete e il modo in cui la rete individua i vari sistemi host. Il livello di rete contiene il protocollo IP, ICMP (Internet Control Message Protocol), e l’IGMP (Internet Group Management Protocol). Poiché contiene il modulo IP, il livello di rete rappresenta il nucleo centrale di qualsiasi rete basata sui protocolli TCP/IP. Il modulo IP è quello che svolge la maggior parte del lavoro. ICMP e IGMP sono i protocolli di supporto al protocollo IP che lo aiutano a gestire alcuni messaggi della rete.
Livello di trasporto
Il livello di trasporto trasferisce i dati fra le applicazioni. Il livello di trasporto controlla la trasmissione dei dati attraverso il livello di rete. Può costruire le trasmissioni di dati in due modi: con il protocollo TCP (Transfer Control Protocol) o con il protocollo UDP (User Datagram Protocol). Il protocollo TCP è un protocollo orientato alla connessione che invia e riceve i dati utilizzando un flusso byte-stream affidabile. Un flusso byte-stream affidabile è una qualunque sequenza di dati la cui trasmissione viene verificata dalla macchina ricevente. In altre parole, una trasmissione TCP è come una chiamata telefonica. Quando si esegue una chiamata telefonica, colui che risponde alla chiamata conferma la ricezione della chiamata stessa. Al contrario il protocollo datagram è un protocollo senza connessione e non affidabile che invia e riceve i dati utilizzando datagram. A differenza della trasmissione TCP, il computer ricevente non verifica la trasmissione UDP. In pratica la trasmissione UDP è un po’ come l’invio di una lettera: si potrebbe non venire mai a sapere che la lettera è stata ricevuta.
Il livello dell’applicazione
Il livello dell’applicazione si trova in cima allo stack dei protocolli. Per molti aspetti il lavoro del livello dell’applicazione è il più facile nel gruppo dei protocolli. Il livello dell’applicazione non deve fare altro che inviare i dati al livello di trasporto e ricevere i dati inviati dal livello di trasporto. Ad esempio, un browser Web come Netscape Navigator o Microsoft Internet Explorer richiede la visualizzazione di un nuovo indirizzo URL (Uniform Resource Locator) inviando un’istruzione al computer; questa istruzione richiede di accedere a un determinato documento situato all’indirizzo URL specificato. Quando il livello di rete riceve le informazioni dall’indirizzo URL, questo passa le informazioni al livello di trasporto.
