Reti Informatiche e Modello TCP/IP

• Una rete informatica è un insieme di dispositivi (computer, server, router, ecc.) interconnessi tra loro per condividere risorse e informazioni.

Architetture di Rete

• Le architetture di rete definiscono come i dispositivi sono organizzati e comunicano tra loro.
• Due modelli architetturali fondamentali sono TCP/IP e ISO/OSI.

Modello TCP/IP

• TCP/IP è un modello a quattro livelli sviluppato originariamente da DARPA (Defense Advanced Research Projects Agency).
• È il modello su cui si basa Internet.
• I quattro livelli del modello TCP/IP sono:
  • Application (Applicazione): Fornisce servizi di rete alle applicazioni utente (es. HTTP, SMTP, FTP).
  • Transport (Trasporto): Gestisce la comunicazione end-to-end tra le applicazioni (TCP, UDP).
  • Internet (Rete): Si occupa dell'instradamento dei pacchetti tra reti diverse (IP).
  • Network Access (Accesso alla Rete): Gestisce l'interazione con il livello fisico della rete (Ethernet, Wi-Fi).

Protocollo TCP (Transmission Control Protocol)

• TCP è un protocollo di trasporto affidabile, orientato alla connessione.
• Fornisce la trasmissione dati in modo ordinato e senza errori.
• Caratteristiche principali:
  • Affidabilità: Garantisce che i dati arrivino a destinazione senza perdite o corruzioni.
  • Orientamento alla connessione: Stabilisce una connessione prima di trasferire i dati.
  • Controllo del flusso: Regola la velocità di trasmissione per evitare di sovraccaricare il destinatario.
  • Controllo della congestione: Riduce la velocità di trasmissione in caso di congestione della rete.

Protocollo IP (Internet Protocol)

• IP è il protocollo di rete responsabile dell'instradamento dei pacchetti dati attraverso la rete.
• Funziona a livello di rete (livello 3 del modello TCP/IP).
• Caratteristiche principali:
  • Indirizzamento: Utilizza indirizzi IP per identificare univocamente i dispositivi sulla rete.
  • Instradamento: Determina il percorso migliore per inviare i pacchetti dati alla destinazione.
  • Frammentazione: Divide i pacchetti dati in frammenti più piccoli se necessario per la trasmissione su reti con MTU (Maximum Transmission Unit) diverse.

Modello ISO/OSI (Open Systems Interconnection)

• ISO/OSI è un modello concettuale a sette livelli sviluppato da ISO (International Organization for Standardization).
• Definisce le funzioni di rete in livelli separati per facilitare l'interoperabilità tra sistemi diversi.
• I sette livelli del modello ISO/OSI sono:
  • Application (Applicazione): Fornisce servizi di rete alle applicazioni utente (es. HTTP, SMTP, FTP).
  • Presentation (Presentazione): Si occupa della formattazione e della crittografia dei dati.
  • Session (Sessione): Gestisce le connessioni tra le applicazioni.
  • Transport (Trasporto): Fornisce la trasmissione dati affidabile tra i sistemi (TCP, UDP).
  • Network (Rete): Si occupa dell'instradamento dei pacchetti tra reti diverse (IP).
  • Data Link (Collegamento Dati): Fornisce l'accesso al livello fisico e si occupa del controllo degli errori a livello locale (Ethernet, Wi-Fi).
  • Physical (Fisico): Definisce le caratteristiche fisiche della rete, come i cavi e i connettori.

Confronto tra TCP/IP e ISO/OSI

• TCP/IP è un modello pratico, ampiamente utilizzato in Internet.
• ISO/OSI è un modello teorico di riferimento.
• Il modello TCP/IP ha 4 livelli, mentre il modello ISO/OSI ne ha 7.
• I livelli di TCP/IP corrispondono ai livelli di ISO/OSI come segue:
  • Application (TCP/IP) corrisponde a Application, Presentation e Session (ISO/OSI).
  • Transport (TCP/IP) corrisponde a Transport (ISO/OSI).
  • Internet (TCP/IP) corrisponde a Network (ISO/OSI).
  • Network Access (TCP/IP) corrisponde a Data Link e Physical (ISO/OSI).

Incapsulamento dei Dati

• Durante la trasmissione dei dati, ogni livello del modello TCP/IP o ISO/OSI aggiunge un'intestazione (header) ai dati.
• Questo processo è chiamato incapsulamento.
• L'intestazione contiene informazioni di controllo necessarie per il livello corrispondente.
• Ad esempio, il livello TCP aggiunge un'intestazione TCP ai dati, che include informazioni come i numeri di porta di origine e destinazione, i numeri di sequenza e i flag di controllo.
• Il livello IP aggiunge un'intestazione IP al pacchetto TCP, che include gli indirizzi IP di origine e destinazione.

Unità di Dati Protocollari (PDU)

• Ogni livello di TCP/IP e ISO/OSI gestisce i dati in un formato specifico, chiamato Protocol Data Unit (PDU).
• I PDU più comuni sono:
  • Livello Applicazione: Dati
  • Livello Trasporto: Segmento (TCP) o Datagramma (UDP)
  • Livello Rete: Pacchetto
  • Livello Collegamento Dati: Frame

Esempio di Comunicazione TCP/IP

• Un utente invia una richiesta HTTP dal suo browser web (livello Application).
• Il livello Application passa i dati al livello Transport (TCP).
• TCP crea un segmento, aggiungendo un'intestazione TCP.
• Il livello Internet (IP) riceve il segmento, aggiunge un'intestazione IP e crea un pacchetto.
• Il livello Network Access riceve il pacchetto, aggiunge un'intestazione e una coda (trailer) e crea un frame.
• Il frame viene trasmesso sulla rete fisica.
• Il processo inverso avviene al destinatario (deincapsulamento), dove ogni livello rimuove l'intestazione corrispondente per passare i dati al livello superiore.
• Il server web riceve la richiesta HTTP e invia una risposta, seguendo lo stesso processo inverso.