Il modello di riferimento OSI
Concetti di base
Il modello di riferimento OSI
Open System Interconnection
Rappresenta lo standard (anche se non da tutti adottato) che i costruttori di apparecchiature di rete devono adottare per la gestione delle diverse fasi del processo di trasmissione.
Emanato dall’ISO (International Organization for Standardization) nella sua versione definitiva nel 1984, descrive un modello di architettura versatile ed efficiente basato su una serie di livelli o strati (layers) gerarchici in cui adattare gli standard esistenti o indirizzare quelli futuri.
Concetto di protocollo
Per effettuare correttamente una comunicazione tra due nodi sono fondamentali due conoscenze:
• Regole da seguire
procedure
formato dei messaggi
• Strumenti necessari per applicare le regole
Si definisce PROTOCOLLO l’insieme
delle regole che governano lo scambio
dei dati
Struttura a livelli
Per motivi di ordine pratico, un sottosistema di comunicazione è strutturato in più moduli o livelli ciascuno con compiti ben definiti e limitati, organizzati in forma gerarchica in modo tale che le funzioni svolte da un livello inferiore vengano utilizzate in maniera trasparente dal livello immediatamente superiore.
Le funzioni svolte da un certo livello vengono anche definite servizi.
Ogni livello è pertanto caratterizzato da uno o più suoi protocolli.
Definizione di Interfaccia
Per permettere lo scambio di informazioni tra i diversi livelli è necessario stabilire ulteriori insiemi di regole in modo tale che ogni livello possa interpretare correttamente ciò che gli perviene dal livello più alto e possa correttamente informare il livello sottostante sulle azioni da intraprendere; questi formalismi vengono anche detti Interfacce.
Esempio
L3 L2
L1 L2 L3
L1
Protocollo di livello 3
Protocollo di livello 2
Protocollo di livello 1 Interfaccia 2/3
Interfaccia 1/2
Interfaccia mezzo fisico
A B
Livelli e loro funzioni
In una visione semplificata quale quella dell’esempio precedente possiamo definire che il:
• Livello 1 venga definito come livello di accesso
• Livello 2 venga definito come livello di trasporto
• Livello 3 venga definito come livello di applicazione
Accesso: assicura il trasferimento dei dati dal sistema alla rete
Trasporto: svolge le funzioni di controllo del traffico di rete
Applicazione: viene attivato dall’utente
o dall’applicazione di rete
Protocol Data Unit (PDU)
Nella comunicazione tra i vari livelli vengono generate delle PDU, cioè dei blocchi di dati che costituiscono una suddivisione dell’intero messaggio generato ad un livello superiore, in unità di dimensioni adatte alle specifiche della rete a cui vengono aggiunte, in testa ed in coda, informazioni atte ad identificare il mittente ed il destinatario più ulteriori codici rivelatori di errore.
Indirizzo del destinatario
Numero di
pacchetto Testo del messaggio
Codice rivelatore
di errore
Termine del pacchetto
PDU
header trailer
I livelli del modello ISO/OSI
1.
Livello fisico
2.
Livello di collegamento dati
3.
Livello di rete
4.
Livello di trasporto
5.
Livello di sessione
6.
Livello di presentazione
7.
Livello di applicazione
Livello fisico (physical layer)
Questo livello ha il compito di gestire direttamente le risorse fisiche di interconnessione, cioè i mezzi di trasporto, assicurando il trasferimento dei singoli bit.
Sono di sua competenza le caratteristiche meccaniche (ad esempio la dimensione ed il numero di piedini di un certo connettore), elettriche (al livello logico 1 corrispondono + 12 V.) e funzionali (significato di ogni piedino).
Livello 1 Livello 1
01001001110
Livello di collegamento dati (data link layer)
Questo livello ha il compito di sovrintendere a tutte le operazioni logiche legate alla trasmissione, come l’inizializzazione della linea, il sincronismo, la corretta interpretazione dei dati.
Livello 2 SYN ADD CTRL Dati SYN Livello 2
trama
approfondisci
Livello di rete (network layer)
Questo livello ha il compito di rendere totalmente trasparente ai livelli superiori la tecnologia di commutazione ed in generale la filosofia di instradamento adottata dalla rete.
Questo instradamento avviene mediante opportune tabelle, che possono essere compilate staticamente quando la topologia e l’allocazione dei nodi è stabile e conosciuta a priori oppure dinamicamente in funzione dello stato della rete in quel momento.(Si vedano i concetti di commutazione, topologia).
Livello 3 Livello 3
Tipo canale ctrl dati
pacchetto
approfondisci
Livello di trasporto (transport layer)
Questo livello ha il compito di ottimizzare l’uso delle risorse di rete prevenendo la congestione o multiplando l’unica richiesta di collegamento su più connessioni a livello rete.
E’ il primo livello, tra quelli appartenenti alla pila, definito end-to-end, cioè completamente svincolato dalle problematiche dei livelli sottostanti.
Tra i protocolli più noti appartenenti a questo livello troviamo il TCP, molto noto in ambiente Internet.
Dati Dati
Livello di sessione (session layer)
Questo livello ha il compito di instaurare una sessione, cioè un collegamento logico diretto tra due interlocutori, organizzandone un dialogo e la sua sincronizzazione.
Per tipo di dialogo si intende la possibilità che lo scambio dei dati avvenga in modalità full-duplex oppure simplex.
Per sincronizzazione invece si intende la capacità di sapere fino a che punto la comunicazione sia arrivata a buon fine, in modo da poter riprendere in caso di interruzione dall’ultimo scambio efficace.
Livello di presentazione (presentation layer)
Questo livello ha lo scopo di presentare le informazioni scambiate tra le entità dei due sistemi che comunicano, in maniera compatibile con l’ambiente in cui vengono trattate, cioè di effettuare le opportune conversioni in modo da compensare eventuali differenze di rappresentazione e di formato dei dati.
Ha inoltre il compito di assicurare la compressione e/o la necessaria crittografia dei dati da scambiare.
Livello di applicazione (application layer)
Questo livello rappresenta il punto in cui le varie applicazioni utente interagiscono con il modello OSI.
Tra i servizi che questo livello offre ci sono ad esempio la gestione di terminali virtuali, la posta elettronica, il trasferimento dei file il controllo di sistemi remoti
