Protocollo TCP IP – Basi di internet e protocolli di rete

Parte 1.1 Basi di internet e protocollo TCP IP

Il protocollo TCP IP. Un protocollo di rete è un insieme di regole che definisce una particolare comunicazione.

Video spiegazione protocollo TCP IP

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Il protocollo TCP IP

Il protocollo TCP abbinato all’IP si occupa di gestire:

  1. la verifica della correttezza dei pacchetti ricevuti
  2. richiede di rispedire eventuali pacchetti mancanti o errati
  3. ricostruzione dell’informazione rispettando la frequenza

La maggior parte delle reti moderne sono organizzate a livelli. Nel passato si riscontravo problemi di:

  • Incompatibilità
  • Manutenzione hardware e software

I livelli hanno una struttura gerarchica, e possono comunicare solo con il livello superiore o inferiore attraverso delle regole di “conversazione” (o protocolli).

Possiamo definire l’architettura di una rete come il complesso dei livelli dei protocolli che la compongono.

Il modello di riferimento per le architetture di rete è quello proposto dall’ISO (International Standards Organization) con il nome di modello OSI (Open System Interconnection).

Questo sistema ha l’intento di definire le caratteristiche di un protocollo necessarie e sufficienti a rendere aperto il sistema di trasmissione dei dati di rete. In questo modo viene caratterizzato da una libera e facile interconnettività.

Protocollo TCP IP: I livelli del modello ISO / OSI

Il modello ISO-OSI, come il TCP IP, è organizzato a livelli, ogni livello risolve una serie di problemi che riguardano la trasmissione di dati e fornisce un servizio ai livelli più alti. Il modello ISO OSI è diviso in 7 livelli

I 7 livelli che compongono il modello ISO OSI a cui il protocollo TCP IP si ispira sono:

1. LIVELLO FISICO

Si occupa della trasmissione fisica dei dati (in bit) attraverso dei segnali elettrici, sul mezzo trasmissivo.

Si occupa della trasmissione dei singoli bit da un estremo all’altro del mezzo di comunicazione. Stiamo parlando della scelta della tipologia del mezzo trasmissivo che può essere cavo coassiale, fibra o rame. Le caratteristiche elettriche variano a seconda della scelta del materiale adottato.

2. LIVELLO DATA LINK

Questo livello si occupa di formare i dati da inviare attraverso il livello fisico, mediante l’incapsulamento del pacchetto proveniente dal livello superiore, aggiungendo un header e una tail. I pacchetti prendono così il nome di frame. Per controllare l’assenza di errori, il destinatario invia al mittente un pacchetto di conferma (ACK).

Ha il compito di trasmettere una sequenza di byte sulla linea di trasmissione in modo che l’informazione risulti esente da errori a livello superiore e spezza infatti l’informazione in pacchetti. Qui facciamo conoscenza con i protocolli ARP e RARP che fanno riferimento al mac address, l’indirizzo fisico univoco delle schede di rete.

ARP è un protocollo di servizio, utilizzato in una rete di calcolatori che utilizzi il protocollo di rete IP sopra una rete di livello datalink che supporti il servizio di broadcast.

Il Protocollo ARP viene utilizzato per ottenere come indirizzo di destinazione il MAC Address del calcolatore a cui si vuole inviare un pacchetto IP nella stessa sottorete. Nonostante sia strettamente legato con il livello data link è corretto posizionare questo protocollo al livello successivo che adesso andiamo a vedere.

3. LIVELLO RETE

Gestisce il routing (l’instradamento) dei pacchetti nella rete che viaggiano dal mittente al destinatario e il passaggio attraverso reti diverse.

Gestisce infatti l’instradamento dei pacchetti dal mittente al destinatario attraverso il passaggio da una sottorete ad un’altra. Questo percorso viene determinato attraverso una tabella di instradamento che si auto aggiorna nel router con algoritmi di routing.     

4. LIVELLO TRASPORTO

Si occupa di garantire il corretto funzionamento della connessione e di evitare la congestione dei pacchetti verso un router, che porterebbe alla perdita di dati.

Determina i servizi di comunicazione da fornire ai livelli successivi. I protocolli di trasporto più utilizzati sono il TCP Transmission Control Protocol e l‘UDP User Datagram Protocol che entrambi si basano su IP Internet Protocol e sul concetto di porta socket.

TCP

  • è un protocollo orientato alla connessione
  • si specifica una sola volta il destinatario
  • necessita di due socket
  • una volta instaurata la connessione si apre un canale bidirezionale esente da errori il ricevente quindi riceve i dati senza errori

UDP

  • è un protocollo senza connessione
  • per ogni pacchetto si deve specificare il destinatario
  • necessita di un solo socket
  • esiste la possibilità che pacchetti non arrivino a destinazione o che i pacchetti arrivino in ordine diverso dall’invio
  • non essendoci controlli è quindi più veloce di TCP

5. LIVELLO SESSIONE

Gestisce il dialogo (mono o bidirezionale) tra i dispositivi e la sincronizzazione. Si occupa anche di inserire dei punti di controllo nei dati così che non ci sia bisogno di ritrasmettere l’intero messaggio ma soltanto i dati dopo l’ultimo checkpoint.

Gestisce il dialogo tra due nodi di rete e stabilisce se il traffico delle informazioni può essere bidirezionale o unidirezionale.

Nel caso in cui il traffico sia unidirezionale deve stabilire un sistema di sincronizzazione che sia in grado di determinare chi debba trasmettere per primo e chi debba cedere il diritto di trasmissione all’altro e viceversa. Tra i protocolli possiamo far riferimento al TCP, al SDP, all’RTP e all’RPC.

6. LIVELLO PRESENTAZIONE

Fa in modo che le informazioni scambiate siano comprensibili e ha il compito di trasformare i dati forniti dal livello di applicazione.

Garantisce la comprensione delle informazioni scambiate attraverso l’utilizzo di formati standard e servizi come la crittografia e la compressione.

Nella presentazione possiamo concettualmente inserire quelle che sono le estensioni dei file, ogni estensione ha al suo interno una gestione in base al contenuto.

Per comprendere meglio quanto detto possiamo far riferimento agli standard dei vari file che vengono utilizzati in un sistema operativo per esempio: .doc .xls .jpg .gif .html e così via.

7. LIVELLO APPLICATION

È un insieme di protocolli che operano a stretto contatto con le applicazioni e permette all’utente di interfacciarsi con la macchina.

Si occupa di eventuali meccanismi di compressione dei dati e di recente anche di crittografia. Permette che i pacchetti inviati possano essere compresi soltanto dal destinatario e che quindi non possano essere intercettati o rubati.

Livelli della pila TCP IP

I livelli della pila TCP IP, a differenza della pila ISO-OSI, sono 4. I livelli Applicazione, Presentazione e Sessione del modello ISO-OSI vengono riassunti in un solo livello TCP IP: Applicazione. I livelli Data link e fisico, invece, corrispondono al livello di Accesso alla rete.

L’architettura usata nella rete internet è quella TCP IP per via della sua diffusione, anche se a livello teorico lo standard dovrebbe essere ISO-OSI.

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Test sul TCP IP

1) Qual è il primo livello della pila ISO-OSI ?

a.Fisico
b.Applicazione
c.Sessione
d.Trasporto

2) Il modello TCP IP è un modello TEORICO

a.Vero
b.Falso

3) Quanti sono i livelli della pila TCP IP ?

a.8
b.5
c.4
d.7

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