Contenuto dell’articolo
I livelli o layer della “pila” OSI
Il protocollo TCP/IP e Internet
La famiglia dei protocolli TCP/IP
Sono impiegati da programmi di alto livello
Semplificano la vita anche dell’utente
La comunicazione fra due computer avviene tramite tutta la “pila” di protocolli
La suddivisione dei protocolli in livelli potrebbe sembrare una complicazione, ma in realtà non è così

L’ISO (International Standard Organization) ha sviluppato il modello OSI (Open System Interconnection) con l’obbiettivo di definire le regole e i protocolli che devono essere implementati dai produttori di software e dai costruttori di hardware per consentire la connessione di due sistemi di elaborazione, qualunque sia il tipo di rete che li colleghi.

Il modello OSI comprende sette livelli. E’ più completo del protocollo TCP/IP ma non è molto diffuso (in particolare nel settore delle reti locali) in quanto è nato quando ormai il TCP/IP era ampiamente diffuso sul mercato.

I livelli o layer della “pila” OSI sono:

• Livello 7: applicativo. E’ il livello a diretto contatto con i programmi applicativi dell’utente e comprende per esempio protocolli per il trasferimento di file e per lo scambio di messaggi.
• Livello 6: presentazione: Permette di definire un formato di riferimento comune di dati. E’ necessario quando la comunicazione deve avvenire fra computer che si basano su un differente formato dei dati (ad esempio mainframe e personal computer).
• Livello 5: sessione. Consente di creare un connessione logica fra i due programmi che devono comunicare per gestire e controllare il trasferimento dei dati.
• Livello 4: trasporto. In questo livello, in base ai parametri che sono passati dal livello applicativo, viene selezionata la rete di trasporto che rispecchia maggiormente le caratteristiche richieste.
• Livello 3: rete. La funziona principale di questo livello è l’instradamento (routing) cioè la determinazione del percorso migliore per raggiungere il destinatario. Un’altra funzione è la multiplazione che consente di abbinare a un unico circuito fisico più circuiti logici: in altre parole, la multiplazione consente di inviare più segnali contemporaneamente e senza interferenze su uno stesso cavo elettrico o fibra ottica.
• Livello 2: link dati. Comprende i protocolli necessari ad assicurare che i dati che attraversano il livello fisico siano affidabili (ad esempio viene effettuato il controllo degli errori). Per le reti locali, questo livello è stato suddiviso in due sottolivelli per tenere conto delle caratteristiche peculiari di tali reti: LLC che corrisponde sostanzialmente al livello link dati dove ai pacchetti prodotti dal Livello 3 vengono aggiunti gli indirizzi delle schede di rete del mittente e del destinatario e MAC che comprende le funzioni e i controlli necessari per ottenere l’accesso al mezzo trasmissivo.
• Livello 1: fisico. Definisce le modalità con cui inviare i dati su una linea fisica. In altre parole, la sequenza di bit prodotta ai livelli superiori viene trasformata in impulsi elettrici o ottici.

Il protocollo TCP/IP e Internet

Il TCP/IP è una famiglia di protocolli sviluppata da Arpanet, la prima rete geografica a commutazione di pacchetto. Da Arpanet è nata poi la attuale Internet, basata anch’essa sul TCP/IP e costituita da moltissime reti connesse fra loro.

Si tratta di reti in cui i messaggi vengono suddivisi in pacchetti più piccoli prima di essere spediti. I singoli pacchetti possono essere spediti al destinatario anche attraverso percorsi diversi all’interno della rete geografica. Il destinatario deve poi assemblarli nell’ordine corretto, verificare se sono tutti e richiedere al mittente l’invio di eventuali pacchetti mancanti.

Il TCP/IP è oggi molto diffuso nelle reti locali, nei sistemi UNIX e sulla rete Internet.

La famiglia dei protocolli TCP/IP è suddivisa in 5 livelli:

• Applicativo: comprende i protocolli a diretto contatto con i programmi applicativi degli utenti, ad esempio i protocolli SMTP per la posta elettronica, FTP per il trasferimento di file e così via
• TCP: prende il nome dal suo protocollo principale, il Trasmission Control Protocol. Il TCP aggiunge ai dati da trasmettere l’informazione inerente il protocollo che ha inviato il messaggio a livello applicativo (ad esempio SMTP, FTP e così via). In ricezione il protocollo TCP verifica se sono arrivati tutti i pacchetti previsti ed eventualmente richiede al mittente quelli mancanti.
• IP: prende il nome dal suo protocollo principale, Internet Protocol. IP aggiunge ai dati da trasmettere le informazioni riguardanti il mittente e il destinatario. Se necessario frammenta il messaggio da trasmettere in pacchetti più piccoli. Inoltre si occupa di effettuare l’instradamento attraverso eventuali apparati intermedi (router) che un pacchetto deve attraversare prima di giungere a destinazione. L’instradamento, detto anche routing comprende quelle funzionalità che consentono di decidere qual è la strada migliore per raggiungere il destinatario.
• Livello di interfaccia con la rete: è quello dei protocolli che producono la sequenza di bit dei messaggi da inviare in rete ed è strettamente connesso al tipo di rete.
• Livello fisico: è quello in cui la trama viene trasformata in impulsi codificati da inviare sulla rete o sul cavo cui è connesso il computer (ad esempio cavo in rame, fibra ottica, onde radio)

Sono impiegati da programmi di alto livello:

Ad esempio, per navigare in rete (cioè per visualizzare le risorse disponibili in rete: hard disk, file e directory di altri computer, stampanti, servizi www e così via) o per trasferire file con Windows si possono utilizzare i programmi ad alto livello “Gestione Risorse”, “File Manager”, “Internet Explorer”, “Mozilla Firefox” o altro, i quali a loro volta utilizzano il protocollo NetBIOS, TCP/IP o altro; se i protocolli necessari non sono stati installati correttamente, tali programmi non potranno neppure “vedere” la rete;

Semplificano la vita anche dell’utente

Oltre che al programmatore, il quale deve configurare o installare una sola volta i protocolli di cui ha bisogno. Ad oggi la maggior parte dei programmi è adatta all’utilizzo in rete: ad esempio Word ed Excel possono lavorare su file ubicati fisicamente su un computer diverso da quello dell’operatore, ad esempio su una rete locale o su Internet.

La comunicazione fra due computer avviene tramite tutta la “pila” di protocolli.

In altre parole, il messaggio inviato da un protocollo del livello applicativo di un computer è immesso in rete solo dopo che ha attraversato tutti i protocolli della pila, dal più alto al più basso, ognuno dei quali ha funzione specifica. Analogamente, il messaggio ricevuto dal destinatario attraversa e viene rielaborato da tutti i protocolli a partire dal livello più basso.

Non esiste una regola che indichi il numero di livelli di una famiglia di protocolli. ad esempio il protocollo TCP/IP prevede cinque livelli, il modello OSI ne prevede sette.

La suddivisione dei protocolli in livelli potrebbe sembrare una complicazione, ma in realtà non è così.

Infatti, consente a chi debba sviluppare protocolli a livello applicativo di non occuparsi anche dei livelli più bassi (ad esempio dell’interfaccia fisica con la rete o dei livelli intermedi). Analogamente, consente ai costruttori di schede di rete di non interessarsi affatto anche dei protocolli ad alto livello. Inoltre un protocollo con molti livelli riesce a far dialogare sistemi di elaborazione differenti attraverso i più disparati tipi di rete. Questa versatilità si paga però in termini di efficienza (per la necessità di attraversare molti strati).