A - 2 - Stratificazione Del Protocollo

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Protocollo di rete

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Nell'ambito delle telecomunicazioni, due o più macchine o host (computer, telefono, stampante, ecc...) possono comunicare tra loro rispettando norme che sono dette protocolli di rete. L'aderenza ai protocolli garantisce che due software in esecuzione su diverse macchine possano comunicare correttamente, anche se sono stati realizzati indipendentemente.
La struttura serve ad adempiere ad alcuni compiti:

controllo dell'errore;
controllo del flusso;
frammentazione e riassemblaggio;
multiplexing, in modo che sessioni dello strato più alto possano condividere una singola connessione dello strato più basso;
instaurazione della connessione.
Tale architettura presenta vantaggi concettuali e strutturali anche se alcuni si sono opposti in maniera decisa in quanto uno strato spesso duplica le funzionalità di un altro strato in maniera ripetitiva.

Front 2

I livelli del protocollo di rete

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Ciascun protocollo regola normalmente solo una parte degli aspetti di una comunicazione. I diversi protocolli sono organizzati con un sistema detto "a livelli" : a ciascun livello viene usato uno specifico protocollo.

La divisione in livelli è fatta in modo che ciascun livello utilizzi i servizi offerti dal livello inferiore, e fornisca servizi più "ricchi" al livello superiore. I diversi livelli in un host comunicano tra loro tramite le interfacce. Ogni livello parla solo con quello immediatamente superiore e con quello immediatamente inferiore. I protocolli regolano invece la comunicazione tra due entità dello stesso livello, che serve a fornire servizi al livello superiore.

I vari livelli sono organizzati in pile di protocolli. Le pile di protocolli sono un modo flessibile per combinare componenti per realizzare un servizio.

In tal modo si realizza una comunicazione multilivello che consente, ad esempio, di implementare algoritmi diversi per l'instradamento in rete pur disponendo di protocolli di trasporto connessi.

Front 3

Esempio organizzazione a livelli protocolari

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Un esempio reale di una organizzazione a livelli protocollari, classico nelle trattazioni inerenti le reti di calcolatori, è quello del percorso di una valigia in un viaggio aereo partendo dalla casa di origine all'hotel di destinazione. Il primo livello che notiamo è quello della preparazione della valigia: il turista prende i vestiti e ve li ripone per poi chiuderla, come ciò viene fatto è definito dal protocollo del primo livello. Il secondo livello è quello dell'addetta alla valigie all'aeroporto di partenza, il turista gli consegna la valigia (passaggio dal primo al secondo livello) e l'addetta attacca alla valigia le informazioni relative al volo e alla destinazione. Qui notiamo l'aspetto fondamentale dell'organizzazione a livelli protocollari, cioè che per l'addetta non è necessario conoscere come i vestiti sono stati riposti nella valigia, altresì non è necessario per il turista conoscere le operazioni che deve effettuare l'addetta, infatti il turista otterra ciò che vuole (avere i vestiti all'hotel d'arrivo) senza che ciò influisca affatto come gli altri protocolli debbano lavorare, a patto che lo facciano correttamente.

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Esempio servizio ADSL

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Ad esempio, il servizio di ADSL viene fornito con diverse modalità, le più comuni sono chiamate PPP over ATM (ovvero il protocollo Point to Point usa i servizi forniti dal protocollo ATM) e PPP over Ethernet.
Il livello più basso (1) è detto "livello fisico" e si occupa di gestire la trasmissione dei segnali attraverso il mezzo di trasporto (cavo, fibra ottica, infrarossi, ecc...). Il livello più elevato è chiamato "livello applicativo" ed è quello che permette all'utente di creare il messaggio da comunicare.

La divisione in livelli è piuttosto rigida a livello di specifica dei protocolli, mentre nell'implementazione spesso diversi livelli vengono implementati insieme in uno stesso modulo software.

Non è detto che due macchine che comunicano usino la stessa pila di protocolli. Ad esempio, se vi connettete ad internet attraverso un modem voi appoggiate il livello di rete IP su una connessione PPP, mentre il server a cui vi collegate probabilmente appoggia la rete IP su una connessione ethernet.

In una rete a pacchetto ciascun livello della "pila protocollare" aggiunge ai pacchetti una intestazione, attraverso una operazione detta imbustamento. Il termine si applica anche ad alcune reti a commutazione di circuito, come SDH, dove l'imbustamento è un circuito dedicato a trasmettere informazioni di controllo.

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L'OSI

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L'International Standard Organization (ISO) nel 1979 ha stabilito il protocollo Open Systems Interconnection (OSI), con l'intenzione di creare uno standard per le telecomunicazioni da usare nelle reti di tutto il mondo. All'atto pratico però, lo standard de facto che viene comunemente usato nella maggior parte delle reti, è il TCP/IP, definito nella RFC 1155. Le differenze fondamentali dei due standard sono semplici: il primo è stato definito a tavolino da un'organizzazione super partes, mentre il secondo è opera di chi costruì materialmente le prime reti, sviluppandolo sul campo. Inoltre, lo standard ISO/OSI assegna un determinato compito ad ogni livello, mentre il TCP/IP è più "elastico" e permette di sviluppare protocolli che svolgono più di un compito-base.

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Elenco di protocolli di rete secondo ISO/OSI

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Nella seguente suddivisione, si segue lo standard ISO/OSI. Tale classificazione ha ormai solo un valore concettuale, ed infatti i protocolli elencati sono usati principalmente in combinazione con la suite TCP/IP.

Bisogna anche osservare che IP, per la sua natura di protocollo di inter-networking, utilizza protocolli che hanno le caratteristiche di un protocollo di rete, come ATM o frame relay, per realizzare la funzione corrispondente al livello di collegamento. Quindi IP, come viaggia su ethernet, può viaggiare su ATM o frame-relay. Proprio per questo, motivo Internet è detta "rete delle reti".

Livello 1: fisico
Bluetooth
DSL Digital Subscriber Line
FDDI
RS-232
UWB Ultra Wide Band
Livello 2: datalink
Ethernet
PPP Point to Point Protocol
Token ring
Wi-Fi
Livello 3: rete
IP Internet Protocol
IPX
ATM
frame relay
X.25
Livello 4: trasporto
TCP e UDP (usati su IP)
SPX (usato su IPX)
NetBIOS
Livello 5: sessione
Livello 6: presentazione
Livello 7: applicazione
-protocolli di servizio:
DHCP Dynamic Host Configuration Protocol
DNS Domain Name Service
Finger Servizio unix che fornisce informazioni sugli utenti
NTP Network Time Protocol
SNMP Simple Network Management Protocol
LDAP Lightweight Directory Access Protocol
-protocolli di accesso a terminali remoti:
Telnet
SSH Secure SHell
-protocolli usati per realizzare il servizio di posta elettronica e newsgroup:
SMTP Simple Mail Transfer Protocol
POP Post Office Protocol
IMAP Internet Message Access Protocol
NNTP Network News Transfer Protocol
-protocolli di trasferimento file:
FTP File Transfer Protocol
HTTP HyperText Transport Protocol
IRC Internet Relay Chat
Gnutella Condivisione file peer-to-peer

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Modello ISO/OSI

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L'Open Systems Interconnection (meglio conosciuto come Modello ISO/OSI) è uno standard stabilito nel 1978 dall'International Organization for Standardization, il principale ente di standardizzazione internazionale, (ISO), che stabilisce una pila di protocolli in 7 livelli.

L'organizzazione sentì la necessità di produrre una serie di standard per le reti di calcolatori ed avviò il progetto OSI (Open Systems Interconnection), un modello standard di riferimento per l'interconnessione di sistemi aperti. Il documento che illustra tale attività è il Basic Reference Model di OSI, noto come standard ISO 7498.

Il modello ISO/OSI è costituito da una pila (o stack) di protocolli attraverso i quali viene ridotta la complessità implementativa di un sistema di comunicazione per il networking. In particolare ISO/OSI è costituito da strati (o livelli), i cosiddetti layer, che racchiudono uno o più aspetti fra loro correlati della comunicazione fra due nodi di una rete. I layers sono in totale 7 e vanno dal livello fisico (quello del mezzo fisico, ossia del cavo o delle onde radio) fino al livello delle applicazioni, attraverso cui si realizza la comunicazione di alto livello.

ISO/OSI è stato progettato per permettere la comunicazione in reti a 'commutazione di pacchetto', del tutto simili al paradigma TCP-UDP/IP usato in Unix e nella rete ARPAnet, poi divenuta Internet. La differenza sostanziale fra TCP/IP e ISO/OSI consiste nel fatto che nel TCP/IP il layer applicativo è esterno alla pila di protocolli (ovvero è una applicazione stand-alone che 'usa' TCP/IP per comunicare con altre applicazioni) , i layer sono dunque solo 5 (applicazione, trasporto, rete, data-link, fisico) e i livelli sessione, presentazione sono assenti perché implementati (eventualmente) altrove, cioè nell'applicazione stand-alone esterna.

ISO/OSI è uno stack di protocolli incapsulati, che sicuramente è più flessibile rispetto al paradigma di TCP/IP, ma soltanto perché risulta più astratto rispetto a questo. In pratica non esistono implementazioni 'complete' di ISO/OSI , a parte quelle proprietarie (ad esempio DECNET della Digital) e di interesse accademico.

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Livello 1: fisico - MEDIA, SIGNAL AND BINARY TRANSMISSION - MEDIA LAYERS - data unit: bits (Doppino, Fibra ottica, Cavo coassiale,
Codifica Manchester, Codifica 4B/5B, WiFi ...)

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Obiettivo: trasmettere un flusso di dati non strutturati attraverso un collegamento fisico, occupandosi della forma e del voltaggio del segnale. Ha a che fare con le procedure meccaniche e elettroniche necessarie a stabilire, mantenere e disattivare un collegamento fisico.

Descrizione: Il livello fisico è il livello 1 del modello ISO/OSI.

Questo livello riceve dal livello datalink i frame da trasmettere, li converte in una sequenza di bit e li trasmette.

Il livello 1 si preoccupa della gestione del mezzo trasmissivo (ad esempio, cavo coassiale (BNC), cavi STP o UTP, fibre ottiche) su cui avviene lo scambio di informazioni, occupandosi della trasmissione di singoli bit su un mezzo trasmissivo. Esso definisce per questo le modalità di connessione tra il cavo e la scheda di rete e di conseguenza le caratteristiche cui i mezzi di collegamento fisico devono sottostare, quali:

-caratteristiche fisiche, come forma, dimensioni, numero di piedini di un connettore, specifiche meccaniche
-caratteristiche funzionali, come il significato dei pin di un componente.
-caratteristiche elettriche, come i valori di tensione per i livelli logici, e di conseguenza la codifica, la sincronizzazione e la durata di ogni bit;
-codifica del segnale digitale su un mezzo trasmissivo che è inerentemente analogico (modulazione))

Esistono diversi standard relativi alla gestione del mezzo trasmissivo, sia esso analogico o digitale.

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Mezzi trasmissivi

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I mezzi trasmissivi utilizzati per la realizzazione di un canale in una rete vengono solitamente suddivisi in tre categorie, a seconda del fenomeno fisico utilizzato per trasmettere i bit:

mezzi elettrici: per la trasmissione utilizzano la proprietà dei metalli di condurre l'energia elettrica (come doppini telefonici, cavi coassiali);
mezzi ottici: per la trasmissione utilizzano la luce (come le fibre ottiche multimodale o monomodale o la trasmissione in aria via laser);
mezzi wireless (onda libera): per la trasmissione utilizzano le onde elettromagnetiche (come le trasmissioni radio a microonde e le trasmissioni radio via satellite). In questo caso il mezzo trasmissivo può essere considerato lo spazio "vuoto" tra mittente e destinatario.

Caratteristiche dei mezzi trasmissivi
Caratteristiche basilari di un mezzo trasmissivo sono:

la riduzione della potenza del segnale al crescere della distanza percorsa (o attenuazione);
la suscettibilità alla degradazione del segnale a causa di elementi esterni (o rumore o interferenza);
i fenomeni di distorsione che avvengono al segnale trasmesso;
la capacità (o banda passante);
i costi;
i suoi requisiti in maneggevolezza, aggiornabilità e gestione.
Uno stesso mezzo trasmissivo può essere utilizzato su diverse bande trasmissive. In tal caso le caratteristiche di attenuazione, rumore, distorsione possono essere diversi per ciascuna banda. Questo accade ad esempio per le fibre ottiche, che hanno tre diverse finestre trasmissive.

Front 10

Livello 2: data link o di collegamento - PHYSICAL ADDRESSING(MAC & LLC) - MEDIA LAYERS - data unit: frames(Ethernet, WiFi, PPP, Token ring, ARP, ATM, FDDI, LLC, SLIP ...)

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Obiettivo: permettere il trasferimento affidabile di dati attraverso il livello fisico. Invia trame di dati con la necessaria sincronizzazione ed effettua un controllo degli errori e delle perdite di segnale.
Questo livello si occupa di formare i dati da inviare attraverso il livello fisico, incapsulando i dati in un pacchetto provvisto di header (intestazione) e tail (coda), usati anche per sequenze di controllo.
Per ogni pacchetto ricevuto, il destinatario invia al mittente un pacchetto ACK (acknowledgement, conferma) contenente lo stato della trasmissione: il mittente deve ripetere l'invio dei pacchetti mal trasmessi e di quelli che non hanno ricevuto risposta. Per ottimizzare l'invio degli ACK, si usa una tecnica detta Piggybacking, che consiste nell'accodare ai messaggi in uscita gli ACK relativi ad una connessione in entrata, per ottimizzare l'uso del livello fisico. I pacchetti ACK possono anche essere raggruppati e mandati in blocchi.
Questo livello si occupa anche di controllare il flusso di dati: in caso di sbilanciamento di velocità di trasmissione, si occupa di rallentare l'opera della macchina più veloce, accordandola all'altra e minimizzando le perdite dovute a sovraccarico.
La sua unità dati fondamentale è la trama.

Il livello datalink è il livello 2 del modello ISO/OSI. Questo livello riceve pacchetti dal livello di rete e forma le trame che vengono passate al successivo livello fisico.

Il compito del livello datalink è la trasmissione di trame tra due nodi collegati. Comprende normalmente delle funzioni di controllo di errore (ad esempio mediante Cyclic redundancy check), talvolta con capacità di correzione dell'errore. Questo livello non fornisce normalmente la garanzia che una trama inviata sia consegnata a destinazione.

Nello stack IP, in alcuni casi il livello datalink consiste nell'utilizzo di una rete realizzata con un altro protocollo per il trasporto di pacchetti IP. Questo avviene ad esempio con X.25, Frame Relay, Asynchronous Transfer Mode.

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ATM - Asynchronous Transfer Mode

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Asynchronous Transfer Mode, o ATM è un protocollo di rete a commutazione di cella che incapsula il traffico in celle a lunghezza fissa (53 byte) invece che in pacchetti a lunghezza variabile come nelle reti a commutazione di pacchetto (IP o Ethernet).

Introduzione: ATM è stata progettata agli inizi degli anni '90 e lanciata con una fortissima spinta in quanto avrebbe dovuto soddisfare le esigenze di networking unificando voce, dati, TV via cavo, telex, etc. in un sistema integrato.

ATM è stato pensato per fornire uno standard unificato di rete per supportare canali sincroni (PDH, SDH) e reti basate su pacchetti (IP, Frame relay, etc), gestendo contemporaneamente livelli multipli di qualità del servizio per il traffico.

ATM non ha avuto il successo sperato, tuttavia è stata adottata nella rete telefonica dove il suo utilizzo e' tuttora in espansione (ADSL, UMTS).

Funzionamento: L'unità di trasmissione dei dati di ATM è detta cella, ed ha una dimensione fissa di 53 byte, di cui 48 di payload (corpo) e 5 di header.

ATM utilizza una tecnica di commutazione a circuito virtuale: prima di inviare i dati si invia un pacchetto di handshake per configurare la connessione. Man mano che questo pacchetto attraversa gli switch, questi calcolano l'instradamento, attribuiscono un identificatore ai pacchetti di questa connessione, e riservano risorse per la connessione. D'ora in poi, tutti i pacchetti della connessione seguiranno lo stesso percorso.

Le celle successive verranno identificate sulla base di un'etichetta. Quando una cella raggiunge uno switch, questo dovrà consultare una tabella indicizzata da porta in ingresso ed etichetta, ricavando la porta di uscita e la nuova etichetta da assegnare alla cella. Questa architettura molto semplice facilita l'instradamento in hardware, permettendo di realizzare switch ad alta velocità.

L'etichetta e' composta di due valori presenti nell'header di ciascuna cella: VPI e VCI:

Il VPI (Virtual Path Identifier) identifica il path virtuale su cui il circuito virtuale e' stato attivato. Il VCI (Virtual Connection Identifier) identifica la connessione virtuale su cui il circuito virtuale e' stato attivato.

Gerarchicamente si ha che una circuito virtuale viene stabilito tramite il collegamento di più connessioni virtuali VC. Il VP e' un canale virtuale gerarchicamente superiore al VC ed infatti un VP può contenere fino a 2^16 VC. Appositi dispositivi hardware, ad esempio switch ATM, sono in grado di gestire VP (con tutti i VC in essi contenuti) o anche direttamente i singoli VC.

Visto che tutti i pacchetti seguono la stessa strada, è garantita la consegna in ordine, ma non che tutti i pacchetti siano consegnati, perché sono sempre possibili code sugli switch e conseguenti perdite di pacchetti.

La velocità va da 2 Mbps a 622 Mbps, e anche oltre. È questa la velocità adatta alla tv ad alta definizione.

ATM, inoltre, consente di segmentare la banda sui diversi canali virtuali per i diversi tipi di servizi di trasmissione appunto tramite l'uso dei VCC (VPI:VCI)

Per supportare varie tipi di traffico su ATM (Qualità di servizio), sono stati definiti una varietà di modelli di servizio, che si adattano al traffico telefonico (CBR: banda costante, forti garanzie su banda e ritardo) o a quello IP (VBR: banda variabile, nessuna garanzia).

Sono definiti anche molteplici strati di adattamento ("Adaptation Layer"), per permettere il trasporto su ATM di vari tipi di dati. Ad esempio, per trasportare traffico IP si usa l'Adaptation Layer 5 (AAL5), che segmenta il pacchetto IP in celle.

AAL5 prevede dunque la possibilità di segmentare pacchetti di dimensioni variabili fino a 2^16 byte su un numero sufficiente di celle ATM con un overhead minimo. Ogni pacchetto AAL5 e' coperto da un CRC.

Mentre un pacchetto AAL5 verrà trasmesso su più celle in AAL2 una cella potrà trasportare più pacchetti AAL2.

Il modello ATM è diverso dal modello OSI e dal modello TCP/IP.

Front 12

Livello 3: rete o internetworking - PATH DETERMINATION & LOGICAL ADDRESSING(IP) - MEDIA LAYERS - data unit: packets(IPv4, IPv6, DHCP, ICMP, BGP, OSPF,
RIP, IGRP, IGMP, IPsec...)

Back 12

Obiettivo: rende i livelli superiori indipendenti dai meccanismi e dalle tecnologie di trasmissione usate per la connessione. Si occupa di stabilire, mantenere e terminare una connessione.
È responsabile del routing (instradamento) dei pacchetti.
La sua unità dati fondamentale è il pacchetto.

Descrizione: Il livello 3 della pila ISO/OSI (Network layer o livello rete) determina il percorso per la trasmissione dei dati, stabilito tramite degli algoritmi che analizzano le condizioni della rete, le tabelle di instradamento, la priorità del servizio e altri elementi secondari.

Nel modello TCP/IP, il livello 3 viene detto livello internet oppure livello di internetworking, in quanto si occupa dell'indirizzamento tra computer che possono appartenere a reti diverse, determinando il miglior cammino (detto routing o instradamento) prima dell’inoltro dei pacchetti, attraverso la consultazione delle tabelle di routing. Tali tabelle possono essere di tipo statico (realizzate manualmente dai gestori della rete) o dinamico (composte con l'utilizzo di protocolli di routing tipo l'OSPF, il RIP o il BGP che servono a popolare tali tabelle scambiando tra i vari apparati le rotte conosciute).

Attraverso i protocolli più complessi vengono anche trattati i problemi legati al traffico di rete ed alla congestione dei pacchetti sulla rete (fenomeno dovuto ad un eccesso di dati da inviare su mezzi trasmissivi non abbastanza veloci).

I due protocolli piu comuni del livello 3 sono l'x.25 ormai in disuso ed orientato alla connessione (connection oriented) e l'IP largamente diffuso e privo di connessioni (connection less).

L'x.25 invia prima un Call Request verso la destinazione, che può essere accettata o rifutata. Se la connessione viene accettata, viene assegnato al chiamante un ID che sarà utilizzato nelle comunicazioni successive. Per questo motivo il protocollo x.25 viene definito un protocollo connection oriented.

Nel protocollo IP (Internet Protocol) invece il pacchetto viene spedito senza che sia necessario effettuare il setup dato che i pacchetti vengono instradati in maniera indipendente senza pre-instaurare un percorso.

Si occupa inoltre di gestire la comunicazione tra gli apparati controllando il flusso dei dati al fine di evitare la congestione della rete. I dati ricevuti dal livello superiore sono assemblati in pacchetti detti datagrammi, che contengono l’indirizzo logico di sorgente (source) e della destinazione (destination). Se i pacchetti sono troppo grandi per il destinatario, questo livello suddivide i dati in pacchetti più piccoli, che saranno poi riassemblati a destinazione. Nelle reti geografiche (WAN o MAN) viene gestita la tariffazione, calcolata sulla base dei tempi di connessione. In breve possiamo riassumere che il livello 3 fornisce i mezzi per instaurare, mantenere e terminare le comunicazioni di rete tra gli host del livello 2.

Front 13

Routing

Back 13

Il routing (o instradamento) è il meccanismo di selezione del percorso dei dati in una rete informatica.

In una rete basata sullo scambio di pacchetti, il routing seleziona il cammino che permette a un pacchetto di procedere dalla sorgente alla destinazione desiderata, inoltrandolo a successivi nodi intermediari (chiamati router) sulla base di determinati algoritmi.

Ogni nodo mantiene una tabella di routing che gli permette di decidere, a seconda della destinazione finale di ogni pacchetto ricevuto, qual'è il successivo router al quale il pacchetto stesso dovrà essere inoltrato. Ogni salto (hop) attraverso un router avvicina il pacchetto alla sua destinazione.

Ciascun pacchetto viene instradato individualmente. Ciò significa che i diversi pacchetti che compongono uno stesso messaggio possono arrivare a destinazione attraversando sequenze di nodi differenti; inoltre i pacchetti possono arrivare a destinazione in maniera non ordinata, o alcuni di questi non arrivare affatto. Le esigenze di integrità e ordine non sono obiettivi dei meccanismi di routing, poiché i processi di routing hanno visibilità solo dei singoli pacchetti e non di un messaggio nel suo complesso.

Nella tecnologia Internet i protocolli di routing sono localizzati nel livello 3 (Rete) della pila ISO/OSI e difatti sono strettamente legati al protocollo IP. I router, che implementano i meccanismi di routing, sono solitamente dedicati alla loro funzione e raramente contengono componenti software che implementino i livelli superiori.

Front 14

Livello 4: trasporto - END TO END CONNECTION AND RELAYABILITY - HOST LAYERS - data unit: segments(AEP - AppleTalk Echo Protocol, AMTP,
ATP - AppleTalk Transaction Protocol,
IL - IL Protocol,
NBP - Name Binding Protocol,
NetBEUI - NetBIOS Extended User Interface, RTP - Real-time Transport Protocol
RTMP - Routing Table Maintenance Protocol,
SMB - Server Message Block,
SPX - Sequenced Packet Exchange,
SCTP - Stream Control Transmission Protocol,
TCP - Transmission Control Protocol,
UDP - User Datagram Protocol...)

Back 14

Obiettivo: permettere un trasferimento di dati trasparente e affidabile (implementando anche un controllo degli errori e delle perdite) tra due host.
A differenza dei livelli precedenti, che si occupano di connessioni tra nodi contigui di una rete, il Trasporto (a livello logico) si occupa solo del punto di partenza e di quello di arrivo.
Si occupa anche di effettuare la frammentazione, di ottimizzare l'uso delle risorse di rete e di prevenire la congestione.
La sua unità dati fondamentale è il messaggio.

Descrizione: Nell'ambito dei computer e delle reti telecomunicazioni, il livello di trasporto è il quarto dei livelli nel modello OSI. Il suo compito è di fornire servizi al livello 5 (livello sessione) e per raggiungere il suo scopo sfrutta i servizi del livello 3 (livello rete). Lo scopo del livello di trasporto è fornire un canale di comunicazione end-to-end per pacchetti. Tra i suoi compiti rientra anche il controllo di flusso e la realizzazione di un canale affidabile; per canale affidabile si intende un canale in cui i dati vengano consegnati una sola volta, nella giusta sequenza e senza errori. Va tuttavia specificato che non tutte le implementazioni di protocolli di livello 4 forniscono i medesimi servizi, in quanto non tutte le applicazioni li richiedono.

Di seguito vengono riportati i servizi che vengono, in genere, offerti dal livello di trasporto; è bene ricordare che nessuno di tali servizi è obbligatorio, in modo tale da poter scegliere il protocollo più adatto allo scopo.

Servizio orientato alla connessione. In genere il livello rete non stabilisce una connessione persistente verso l'host di destinazione. Il livello di trasporto si incarica, quindi, di realizzare una connessione persistente che viene poi chiusa quando non è più necessaria.
Corretto ordine di consegna. Poiché i pacchetti possono seguire percorsi diversi all'interno della rete, non c'è alcuna garanzia che i dati vengano recapitati nello stesso ordine in cui sono stati inviati. Il livello di trasporto verifica che i pacchetti vengano riordinati nella giusta sequenza in ricezione prima di passarli al livello superiore.
Controllo di flusso. Se gli host coinvolti nella comunicazione hanno prestazioni molto differenti può capitare che un pc più veloce "inondi" di dati uno più lento. Mediante il controllo di flusso, un host in "difficoltà" può chiedere di abbassare il tasso di trasmissione in modo da poter gestire le informazioni in ingresso.
Orientamento al Byte. Invece che gestire i dati in base ai pacchetti, viene fornita la possibilità di vedere la comunicazione come uno stream di byte, in modo da semplificarne l'utilizzo.
Porte. Le porte sono un mezzo per indirizzare entità diverse sullo stesso nodo di rete. In pratica diversi servizi utilizzano porte diverse in modo che possano essere gestite più connessioni contemporaneamente.
Nello stack protocollare Internet, i protocolli di trasporto più utilizzati sono TCP e UDP. TCP è il più complicato fra i due e fornisce un servizio end-to-end orientato alla connessione e al byte, con verifica del corretto ordine di consegna, controllo di errore e di flusso. Il nome è un acronimo per Transmission Control Protocol. UDP, invece, è un protocollo più snello e fornisce un servizio a datagrammi, senza connessione, con un meccanismo di riduzione degli errori e con porte multiple. Il nome è un acronimo per User Datagram Protocol.

Front 15

Livello 5: sessione

Back 15

Obiettivo: controllare la comunicazione tra applicazioni. Stabilire, mantenere e terminare connessioni (sessioni) tra applicazioni cooperanti.
Esso consente di aggiungere, ai servizi forniti dal livello di trasporto, servizi più avanzati, quali la gestione del dialogo (mono o bidirezionale), la gestione del token (per effettuare mutua esclusione) o la sincronizzazione (inserendo dei checkpoint in modo da ridurre la quantità di dati da ritrasmettere in caso di gravi malfunzionamenti).
Si occupa anche di inserire dei punti di controllo nel flusso dati: in caso di errori nell'invio dei pacchetti, la comunicazione riprende dall'ultimo punto di controllo andato a buon fine.

Descrizione: Il livello di sessione offre i servizi che consentono ad utenti operanti su macchine differenti di colloquiare tra loro attraverso la rete di comunicazione. Si trova al quinto livello della scala gerarchica del Modello ISO/OSI. In particolare, in questo livello vengono definite le regole per aprire e chiudere una connessione logica (Protocolli di connessione) e quelli necessari per il trasferimento dei dati (Protocolli di comunicazione).

In pratica, quando lo strato superiore richiede l'apertura di un collegamento con un destinatario remoto, lo strato di sessione aprirà una connessione logica tra il nodo e la rete, utilizzando il corrispondente protocollo per definire la tipologia del collegamento (half o full-duplex).

In seguito, durante la fase di colloquio, sarà ancora lo strato di sessione che, in base al protocollo di comunicazione, gestirà il controllo del dialogo in modo che la trasmissione sia cadenzata da punti di sincronizzazione intermedi, da ciascun dei quali sia possibile far nuovamente partire la fase di trasferimento dei dati, in caso di errore.

Front 16

Livello 6: presentazione - DATA RAPPRESENTATION AND ENCRYPTION - HOST LAYERS - data units: data;

Back 16

Obiettivo: trasformare i dati forniti dalle applicazioni in un formato standardizzato e offrire servizi di comunicazione comuni, come la crittografia, la compressione del testo e la riformattazione.
Esso consente di gestire la sintassi dell'informazione da trasferire. E sono previste tre diverse sintassi:
astratta (definizione formale dei dati che gli applicativi si scambiano),
concreta locale (come i dati sono rappresentati localmente)
di trasferimento (come i dati sono codificati durante il trasferimento).

Front 17

Livello 7: applicazione - NETWORK PROCESS TO APPLICATION - HOST LAYERS - data units: data; (HTTP, HTTPS , SMTP, POP3, IMAP, FTP, DNS
SSH, IRC, SNMP, SIP, RTSP, Rsync, Telnet,
HSRP, BitTorrent, ...)

Back 17

Obiettivo: interfacciare utente e macchina
Il livello applicazioni è il settimo ed ultimo livello del modello OSI. La sua funzione è quella di interfacciare e fornire servizi per i processi delle applicazioni; inoltra anche le richieste al livello di presentazione.

Tra i servizi più comuni offerti dal livello applicazioni ci sono le conversioni semantiche tra processi applicativi associati. Nota: esempi di servizi usuali sono i file virtuali ed il virtual terminal.

Esempi: HTTP
SMTP
SNMP
FTP
NTP
Telnet
SSH
IRC
Lightweight Directory Access Protocol (LDAP)
XMPP
FTAM
APPC
X.400
X.500
AFP
SIP
ITMS
AIM