ARCHITETTURE DI PROTOCOLLI - 1 Architetture di protocolli Gruppo Reti TLC nome.cognome@polito.it

ARCHITETTURE DI PROTOCOLLI - 1

Architetture di protocolli

Gruppo Reti TLC

nome.cognome@polito.it

http://www.tlc.polito.it/

Architetture e protocolli

• Definizione CCITT– Comunicazione: trasferimento di informazioni

secondo convenzioni prestabilite

• La comunicazione richiede cooperazione

• Una descrizione astratta delle modalità di comunicazione tra due o più utenti richiede la definizione di un– modello di riferimento

Architetture e protocolli

• Al massimo livello di astrazione il modello di riferimento specifica una– architettura di rete

• Un’architettura di rete definisce gli oggetti usati per descrivere – il processo di comunicazione– le relazioni tra tali oggetti– le funzioni necessarie per la comunicazione– le modalità organizzative delle funzioni

• Si usano architetture stratificate

– semplicità di progetto– facilità di gestione– semplicità di standardizzazione– separazione di funzioni

router 1

router 2router 3

host 1

host 2

host 3

host 4

subnet 1

subnet 2

subnet 4subnet 3

trasferimentopacchetti

instradamento

controlloerrori

applicativi

Separazione di funzioni: Internet

Applicazione

Presentazione

Sessione

Trasporto

Collegamento

Fisico

DECNET

Netw. Appl.

Session

End to End

Routing

Data Link

Physical

Application

Presentation

Session

Transport

Network

Data Link

Physical

Application

Service

Internetwork

Network

TransactionService

PresentationService

DataFlow

Trans.Control

Mana.Servi.

Virtual RouteExplicit RouteTransm. Group

Data Link

Physical

pathcontrol

halfsession

Architetture stratificate

Non Specificati

TCP e UDP

Internet Protocol Suite

Arp e Rarp

ICMP Protocollidi routing

TelnetFTP

SMTPSNMP

Application

Presentation

Session

Transport

Network

Data Link

Physical

OSI ed Internet

Piano di gestione

Piano di controllo Piano di utente

Livelli alti

Fisico

Gestio

i livello

Gestio

i pian

Livelli alti

B - ISDN

Protocolli• Definizione CCITT

– descrizione formale delle procedure adottate per assicurare la comunicazione tra due o più oggetti dello stesso livello gerarchico

• Definizione di protocolli:– semantica

• insieme di comandi e risposte

– sintassi• struttura di comandi e risposte

– temporizzazione• sequenze temporali di comandi e risposte

Protocolli

• I protocolli sono insiemi di regole: – semantiche

• algoritmi

– sintassi• formati

– temporizzazione

Modello di riferimento ISO/OSI

• (Open System Interconnection) è recepito nei seguenti standard– ISO IS 7498– CCITT X.200

• I principi fondamentali definiti dal modello di riferimento OSI sono oggi universalmente accettati.

• Ciò non significa che tutte le architetture di protocolli siano conformi al modello OSI.

Sistema j

mezzi trasmissivi

Sistema 1Sistema 2

Sistema n

Sistema 3

Modello OSI

processi applicativi

Sistema A Sistema B Sistema C Sistema D

mezzi trasmissivi

Modello OSI

SistemaA

SistemaB

strato piùelevato

sottosistema(N + 1) - strato (N) - strato (N - 1) - strato

strato piùbasso

mezzi trasmissivi

Strati o livelli

SistemaA

SistemaB

(N) - strato

(N) - entità

mezzi trasmissivi

Entità

– elementi attivi di un sottosistema– svolgono le funzioni di strato– interagiscono all’interno di uno strato

Stratificazione

• Ogni strato (o livello)– fornisce servizi allo strato superiore– usando

• i servizi dello strato inferiore • le proprie funzioni

• Identificabili:– fornitori di servizio– utenti del servizio – punti di accesso al servizio: SAP (Service Access

Point)

(N + 1) - strato

(N) - strato(N) - servizio

fornisce

Servizi

• Gli utenti del livello N, le (N+1)-entità, cooperano e comunicano usando lo (N)-servizio fornito dallo (N)-fornitore di servizio

(N) - servizio

N(N) - fornitoredi servizio

Black-Box per le(N + 1) - entità

Servizi

(N-1) - servizio

(N-1) - fornitoredi servizio

Black-Box per le(N) - entità

Servizi

(N) - entità

(N-1) - entità

(N - 1) - SAP

(N) - livello

(N-1) - livello

(N-1) - entità

Sistema A Sistema B

(N) - servizio

(N+1) - protocollo

(N) - protocollo(N) - strato

(N+1) - entità

(N) - entità

(N) - SAP

(N+1) - entità

(N) - entità

Protocolli

(N) - entità

(N - 1) - entità

(N) - Strato

(N - 1) - Strato

(N - 1) - SAP

(N) - titolo

(N - 1) -indirizzo

Indirizzi

(N) - entità (N-1) - indirizzo

(N) - titolo

Funzioni di identificazione

• (N) directory

(N) - entità

(N) - SAP

(N - 1) - SAP

(N) - indirizzo

(N - 1) - indirizzo

Funzioni di identificazione

• (N)-mapping

(N) - strato K K L MEDDC

F G H J

one-to-one hierarchical tabular

Tipologie di mapping

(N) - entitàC

(N) - entitàB

(N) - entitàA

(N) - strato

(N - 1) - strato

(N-1) - connessioni

(N - 1) - SAP

Connessioni

(N) - entitàC

(N) - entitàB

(N) - entitàA

(N) - strato

(N - 1) - strato

(N - 1) - SAP

connessionipunto - punto

connessionepunto - multipunto

Connessioni

(N) - entitàA

(N) - entitàB

(N) - entitàC

(N) - strato

(N - 1) - strato

(N - 1) - CEP

(N - 1) - SAP

Connessione

(N) - entitàA

(N) - entitàB

(N) - entitàC

(N) - strato

(N - 1) - strato

(N - 1) - CEP.id

(N - 1) - SAP (N - 1) - CEP

Connessioni

Accordo tra tre parti

(N + 1) - entità (N + 1) - entità

(N) - fornitore di servizio

Le tre parti

Accordo

Le Le due parti parti

Le due parti

Accordo

• Nel caso di trasferimento di informazioni senza connessione è sufficiente un accordo tra due parti

Le tre parti

Accordo

• Nel caso di trasferimento di informazioni con connessione è necessario un accordo tra le tre parti

(N+1) - strato

(N) - strato

(N) - SAP (N) - CEP

Connessioni

• multiplazione di (N) - connessioni su una (N-1)-connessione

(N) - strato

(N) - SAP

(N) - CEP

Connessioni

• suddivisione di una (N) - connessione su più (N - 1) - connessioni

(N) - livello

interfaccia

(N-1) - livello

(N - 1) - SDU

(N - 1) - PCI (N - 1) - SDU

(N - 1) - PDU

(N) - PDU

Creazione PDU

• Sulle unità dati esiste la possibilità di– segmentazione – concatenazione

• La segmentazione può avvenire sia costruendo più (N)-PDU da una (N)-SDU, sia generando più (N-1)-SDU da una (N)-PDU.

• Analogamente per la concatenazione.

Sistema A Sistema B Sistema C Sistema D

mezzi trasmissivi

percorso delle informazioni

Trasferimento informazioni

Applicazione

Presentazione

Sessione

Trasporto

Collegamento

Fisico

RicevitoreTrasmettitore

Applicazione

Presentazione

Sessione

Trasporto

Collegamento

Fisico

APCI ASDU

PPCI PSDU

SPCI SSDU

TPCI TSDU

NPCI NSDU

DLPCI DLSDU

bit o simboli

Trasferimento informazioni

utente(N) - servizio

(N) - entità(N) - entità

(N) - SAP (N) - SAP

(N) - protocollo

(N + 1) - strato

(N) - strato

fornitore dell’ (N) - servizio

Primitive

Fornitore del servizio

Utentedel servizio

Primitiva di richiesta

Primitiva di conferma

Primitivadi indicazione

Primitivadi risposta

Servizio confermato

Uso di primitive

Utentedel servizio

Servizio non confermato

Primitiva di richiesta Primitiva

di indicazione

Uso di primitive

Utentedel servizio

Servizio iniziato dal fornitore

Primitivadi indicazione

Uso di primitive

Apertura di connessione

(N) - CONNECT

(N) - CONNECTREQUEST

CONFIRM

INDICATION

RESPONSE

(N) - SAP (N) - SAP

(N) - CONNECT

Uso di primitive

Trasferimento dati

(N) - DATA

(N) - DATAREQUEST

INDICATION

(N) - SAP (N) - SAP

Uso di primitive

Chiusura di connessione iniziata dall’utente

(N) - DISCONNECT

(N) - DISCONNECTREQUEST

INDICATION

(N) - SAP (N) - SAP

Uso di primitive

applicazione

presentazione

sessione

trasporto

collegamento

fisico

mezzi trasmissivi

Protocollo di applicazione

Protocollo di presentazione

Protocollo di sessione

Protocollo di trasporto

Protocollo di rete

Protocollo di collegamento

Protocollo di strato fisico

applicazione

presentazione

sessione

trasporto

collegamento

fisico

Setti strati OSI

Applicazione

Presentazione

Sessione

Trasporto

Collegamento

Fisico

Applicazione

Presentazione

Sessione

Trasporto

Collegamento

Fisico

• sistemi terminalisistemi terminali• sistemi di rilegamento (relay)sistemi di rilegamento (relay)

SISTEMA A RELAY SYSTEM SISTEMA B

Colleg.

Fisico

mezzi trasmissivi

Sistemi

strati ditrasferimento

strati diutilizzazione

apparecchioterminale

nodo diaccesso

nodo ditransito

sezione di accesso sezione di rete interna

protocolli di utilizzazione

strati ditrasferimento

protocolli di accesso

protocolli di rete

Reti pubbliche

Strato 1: fisico

• Physical layer:– fornisce i mezzi meccanici, fisici, funzionali e

procedurali per attivare, mantenere e disattivare le connessioni fisiche

– ha il compito di effettuare il trasferimento delle cifre binarie scambiate dalle entità di livello di collegamento

– le unità dati sono bit o simboli– definizione di codifiche di linea, connettori, livelli

di tensione

Strato 2: collegamento

• Data link layer– fornisce i mezzi funzionali e procedurali per il

trasferimento delle unità dati tra entità di livello rete e per fronteggiare malfunzionamenti del livello fisico

– funzioni fondamentali:• rivelazione e recupero degli errori di trasmissione• controllo di flusso• delimitazione delle unità dati

Strato 3: rete

• Network layer– fornisce i mezzi per instaurare, mantenere e

abbattere le connessioni di rete tra entità di livello trasporto

– fornisce i mezzi funzionali e procedurali per lo scambio di informazioni tra entità di livello trasporto

– funzioni fondamentali:• instradamento• controllo di flusso e congestione• tariffazione

Strato 4: trasporto

• Transport layer– fornisce alle entità di livello sessione le

connessioni di livello trasporto– colma le deficienze della qualità di servizio delle

connessioni di livello rete– ottimizza l’uso del servizio di livello rete– funzioni fondamentali:

• controllo d’errore • controllo di sequenza• controllo di flusso

Strato 4: trasporto

– è il livello più basso con significato da estremo a estremo

– esegue la multiplazione e la suddivisione di connessioni

– permette la frammentazione di messaggi in pacchetti e la loro ricomposizione

Strato 5: sessione

• Session layer– assicura alle entità di presentazione una

connessione di sessione– organizza il colloquio tra le entità di

presentazione– struttura e sincronizza lo scambio di dati in modo

da poterlo sospendere, riprendere e terminare ordinatamente

– maschera le interruzioni del servizio trasporto

Strato 6: presentazione

• Presentation layer– risolve i problemi di compatibilità per quanto

riguarda la rappresentazione dei dati da trasferire

– risolve i problemi relativi alla trasformazione della sintassi dei dati

– può fornire servizi di cifratura delle informazioni

Strato 7: applicazione

• Application layer– fornisce ai processi applicativi i mezzi per

accedere all’ambiente OSI

• Esempi di servizio– trasferimento di file - FTAM– terminale virtuale - VT– posta elettronica - X.400

U 1 N 1 U 2

Esempio

• Rete semplicissima

Esempio

• Supponiamo che una (4)-entità debba comunicare con una (4)-entità remota e seguiamo passo - passo– primitive– SDU– PDU

• servizio di livello 3 con connessione• servizio di livello 2 senza connessione• servizio di livello 1 senza connessione

U 1U 1 N 1N 1 U 2U 2

Esempio

X X’

Esempio

X X’

A,HX,X’

Esempio

Direttorio

X X’

N-CONNECT.request (H,A,...)

Esempio

XX X’X’

N-PDU (H,A,VCid’,call request,...)

Esempio

X X’

A,ZA,H

Esempio

Instradamento

X X’

B,DA,Z

Esempio

Mapping

X X’

DL-DATA.request (D,B,DL-SDU,...)

Esempio

X X’

DL-PDU (D,B,DL-SDU,DL-PCI)

Esempio

X X’

C,EB,D

Esempio

Mapping

X X’

PH-DATA.request (E,C,simbolo)

Esempio

X X’

01100111

Esempio

X X’

PH-DATA.indication (E,C,simbolo)

Esempio

X X’

DL-PDU (D,B,DL-SDU,DL-PCI)

Esempio

X X’

DL-DATA.indication (D,B,DL-SDU,...)

Esempio

N-PDU (H,A,VCid’,call request,...)

X X’

Esempio

X X’

Z,HA,H

Esempio

Instradamento

X X’

F,IZ,H

Esempio

Mapping

X X’

N-PDU (H,A,VCid’’,incoming call,...)

Esempio

X X’

DL-DATA.request (I,F,DL-SDU,...)

Esempio

X X’

DL-PDU (I,F,DL-SDU,DL-PCI)

Esempio

X X’

G,JF,I

Esempio

Mapping

X X’

PH-DATA.request (J,G,simbolo)

Esempio

X X’

01100111

Esempio

X X’

PH-DATA.indication (J,G,simbolo)

Esempio

X X’

DL-PDU (I,F,DL-SDU,DL-PCI)

Esempio

X X’

DL-DATA.indication (I,F,DL-SDU,...)

Esempio

X X’

N-PDU (H,A,VCid’’,incoming call,...)

Esempio

X X’

N-CONNECT.indication (H,A,CEP.id’,...)

Esempio

X X’

N-CONNECT.response (CEP.id’,...)

Esempio

X X’

N-PDU (A,H,VCid’’,call accepted,...)

Esempio

X X’

N-PDU (A,H,VCid’’,call accepted,...)

Esempio

X X’

N-PDU (A,H,VCid’,call connected,...)

Esempio

X X’

N-PDU (A,H,VCid’,call connected,...)

Esempio

X X’

N-CONNECT.confirm (A,H,CEP.id’’,...)

Esempio

X X’

T-PDU (T-PCI,T-SDU)

Esempio

X X’

N-DATA.request (CEP.id’’,N-SDU,...)

Esempio

X X’

N-DATA.indication (CEP.id’,N-SDU,...)

Esempio

X X’

T-PDU (T-PCI,T-SDU)

Esempio

X X’

N-DISCONNECT.request (CEP.id’)

Esempio

X X’

N-DISCONNECT.indication (CEP.id’’)

Esempio

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