Dr. Greco Polito Silvana

Protocolli e Architetture

Dr. Greco Polito Silvana

Cos’è un protocollo?

Insieme di regole che definiscono le modalità di interazione fra sistemi generalmente distanti

Dr. Greco Polito Silvana

Cos’è un protocollo?

Protocollo umano e protocollo di rete: tre esempi

Ciao

Ciao

Sai l’ora?

2:00

tempo

Richiesta di pagina web

Risposta con pagina web

richiesta circuito

richiesta circuito

risposta circuito

risposta circuito

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Protocolli di rete

Molte funzioni di rete -> molti protocolli

Problema: Come semplificare la progettazione, l’analisi e

l’implementazione di protocolli di natura diversa? Soluzione: Architettura a strati per separere problematiche

relative a funzioni diverse

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Architerrura a strati (i)

•  Si raggruppano funzioni

simili per logica o tecnologia.

•  Si organizzano i gruppi in strati o livelli gerarchici

•  Ogni strato si interfaccia con gli strati adiacenti

….

Livello N+1

Livello N

Livello N-1

….

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Un esempio: La Pila protocollare ibrida

Applicazione

Trasporto

Rete

Data Link

Fisico

-Pila protocollare a 5 livelli

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Entità e protocolli per livello

•  Il generico strato N è costituito da una o piu’ entità che svolgono le funzioni dello strato

•  Entità dello stesso livello e di sistemi remoti diversi (Sistema A e Sistema B) comunicano attraverso un protocollo di livello

•  Il livello N fornisce un servizio di connessione virtuale tra entità di livello N al livello N+1

•  Si definisce SAP (service access point) il punto di fornitura della connessione virtuale

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Entità e protocolli per livello

•  Il trasferimento logico avviene orizzontalmente tra entità omogenee secondo il protocollo di livello

•  Il trasferimento fisico avviene verticalmente lungo gli strati e orizzontalmente nel mezzo trasmissivo

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Proprietà di mascheramento dei livelli

Tutto cio’ che è contenuto fra il lilello 1 ed il livello N è una black box per il livello N

--> mantenendo inalterata l’interfaccia è possibile operare qualsiasi trasformazione al livello N+1 senza dover per cio’ attuare modifiche al livello N

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Primitive

•  Primitive: strumento di comunicazione fra le entità •  Esistono 4 tipi di primitive:

–  Richiesta: richiesta all’entità remota dello stesso livello attraverso l’enità di livello piu’ basso dello stesso sistema

–  Indicazione: invio informazioni all’entità di livello piu’ alto dello stesso sistema

–  Risposta: risposta per un’entità remota inviata attraverso l’entità locale di livello piu’ basso

–  Conferma: invio all’entità di livello piu’ alto della risposta proveniente dal sistema remoto

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Servizi disponibili in un SAP

•  Servizio confermato

•  Servizio non confermato

•  Servizio iniziato dal fornitore

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Segmentazione e riassemblaggio

•  Ad un generico livello viene associata una dimensione massima dell’unità dati.

•  Se un livello riceve una unità dati di dimensione maggiore opera una frammentazione di tale unità

•  In ricezione l’unità dati viene ricostruita attraverso l’operazione di riassemblaggio

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Multiplazione e demultiplazione

•  Multiplazione: utilizzo di una unica N-connessione per trasferire informazioni ricevute da piu’ N+1-SAP

•  Demultiplazione: operazione opposta alla mutiplazione. E’ operata dal ricevente. Consiste nel trasmettere ogni unità informativa alla corretta N+1-SAP

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La Pila protocollare ibrida

Applicazione

Trasporto

Rete

Data Link

Fisico

-Pila protocollare a 5 livelli

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Livello fisico: funzioni

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Livello di collegamento o Data Link: funzioni

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Il livello di rete: funzioni

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Il livello di trasporto: funzioni

• Fornisce meccanismi di trasporto end-to-end alle entità del livello applicativo (livello 5)

• È il livello piu’ basso con significato da estremo a estremo

• Opera multiplazione

• Opera frammentazione

• Opera controllo di errore

• Puo’ operare controllo di flusso e di congestione

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Il livello di applicazione: funzioni

• Fornisce i processi applicativi per i diversi servizi

• Puo’ mascherare le interruzioni del livello di trasporto

• Sono esempi di servizi il servizio Web, il servizio VoIP, il servizio di posta elettronica……

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Unità dati e incapsulamento

• N-PDU (Protocol Data Unit)= unità informativa scambiata fra N entità

• N-PCI (Protocol Control Information)= informazioni di controllo necessarie alle operazioni del protocollo N

• Ad ogni strato, in trasmissione, l’entità aggiunge informazioni di controllo in testa (a volte anche in coda) alla PDU ricevuta dal livello superiore

• Ad ogni strato, in ricezione, l’entità elimina le informazioni di controllo relative al proprio strato prima di fornire la PDU al livello superiore

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Esempio interazione attraverso un nodo di commutazione

segmento pacchetto trama

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Architettura a strati e modi di commutazione

•  Commutazione di circuito: il servizio è orientato alla connessione, stabilito il circuito, la funzione dei nodi di rete è limitata al livello fisico

•  Commutazione di pacchetto: il trasferimento di informazioni coinvolge I livelli 1,2,3

Dr. Greco Polito Silvana

Architettura a strati e modi di commutazione

OSS: nella commutaizione a pacchetto il tempo di eleborazione in ogni nodo dipende dalle funzioni svolte

Riducendo il numero di funzioni si aumenta l’efficienza ES: rete Frame Relay, assume mezzi trasmissivi di alta

qualità, ossia basso tasso di errore. Effettua recupero di errore edge to edge e sposta le funzioni di instradamento a livello data link

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Architetture a strati

•  Tre I modelli piu’ noti: –  Modello OSI (Open System Interconnection)[soluzione ISO

(international Organization for Standardization) recepita da ITU] –  Modello TCP/IP [soluzione IETF] –  Modello ibrido

I livelli presentazione e sessione della pila OSI

•  Presentazione: –  -compressione dei dati per miglirare l’efficienza di

rete –  Traduzione dei codici per la rappresentazione dei dati –  Gestione alfabeti, codifiche e password per motivi di

sicurezza

•  Sessione: –  Recupero di dialogo nel caso di interruzione del

servizio di trasporto –  Gestione delle modalità di dialogo (es segmentazione

di lunghe unità informative) Dr. Greco Polito Silvana