Comunicazione attraverso la rete
Gli elementi della comunicazione
La comunicazione inizia con un messaggio, o informazioni, che devono essere trasmesse da un individuo o un dispositivo ad un altro. Le persone scambiano idee utilizzando diversi metodi di comunicazione. Tutti questi metodi hanno tre elementi in comune. Il primo di questi elementi è il messaggio sorgente, o mittente. Le fonti dei messaggio sono le persone, o dispositivi elettronici, che hanno bisogno di inviare un messaggio a persone fisiche o altri dispositivi. Il secondo elemento di comunicazione è la destinazione, o ricevitore, del messaggio. La destinazione riceve il messaggio e lo interpreta. Un terzo elemento, chiamato canale, è costituita dai mezzi di informazione che fornisce il percorso su cui il messaggio può viaggiare dalla sorgente alla destinazione. Si consideri, ad esempio, il desiderio di comunicare con parole, immagini e suoni. Ciascuno di questi messaggi possono essere inviati attraverso dati o informazioni di rete prima di convertirli in cifre binarie o bit. Questi bit sono poi codificati in un segnale che può essere trasmesso nel mezzo adeguato. In reti di computer, il mezzo di informazione è di solito un tipo di cavo, o di una trasmissione wireless. Il termine rete in questo corso sarà relativo ai dati alle reti di informazioni in grado di trasportare diversi tipi di comunicazioni, compresi i tradizionali dati informatici, interattivi, voce, video e prodotti di intrattenimento.
Comunicare Messaggi
In teoria, una comunicazione unica, come ad esempio un video o un messaggio di posta elettronica, potrebbe essere spedito in una rete da una fonte a una destinazione come un massiccio flusso continuo di bit. Se i messaggi sono stati effettivamente trasmessi in questo modo, significherebbe che nessun altro dispositivo sarebbe in grado di inviare o ricevere messaggi sulla stessa rete, mentre sono stati trasferimenti dei dati in corso. Questi grandi flussi di dati comporterebbe notevoli ritardi. Inoltre, se un anello della infrastruttura di rete si disconnette durante la trasmissione, il testo completo del messaggio andrebbe perduto e dovrà essere ritrasmesso per intero. Un approccio migliore è quello di dividere i dati in parti più piccole e in pezzi più gestibili da inviare attraverso la rete. Questa divisione del flusso di dati in più piccole parti è chiamato segmentazione. Segmentazione dei messaggi ha due principali vantaggi. In primo luogo, l'invio di singoli pezzi più piccoli dalla sorgente alla destinazione, permette diverse conversazioni sulla rete. Il processo utilizzato per frammentare (Interleave) i pezzi di conversazioni separati sulla rete è chiamata multiplexing. In secondo luogo, la segmentazione può aumentare l'affidabilità delle comunicazioni di rete. I pezzi separati di ciascun messaggio non deve viaggiare lo stesso percorso attraverso la rete dalla sorgente alla destinazione. Se un particolare percorso diventa congestionato con i dati di traffico o non, i singoli pezzi del messaggio può ancora essere diretti verso la destinazione utilizzando percorsi alternativi. Se una parte del messaggio non riesce a raggiugere la destinazione, solo le parti mancanti devono essere ritrasmessi.
L'aspetto negativo di utilizzare la segmentazione e il multiplexing per trasmettere messaggi attraverso una rete è il livello di complessità che è aggiunto al processo. Immaginate se si è dovuto inviare una pagina 100-lettera, ma ogni busta è titolare di una sola pagina. Il processo per affrontare l'etichettatura, l'invio, la ricezione e l'apertura di tutte e cento le buste sarebbe in termini di tempo molto oneroso sia per il mittente e il destinatario.
Nelle comunicazioni di rete, ciascun segmento del messaggio deve passare attraverso un processo simile al fine di garantire che raggiungano la corretta destinazione e possono essere riassemblati nel contenuto del messaggio originale. Vari tipi di dispositivi di tutta la rete partecipano a garantire che i pezzi di messaggio arrivino in modo affidabile la loro destinazione.
Componenti della rete
Il percorso che porta un messaggio dalla sorgente alla destinazione può essere semplice come un unico cavo che collega un computer ad un altro o così complesso come una rete che abbraccia letteralmente il mondo. Questa infrastruttura di rete è la piattaforma che sostiene la nostra rete umana. Esso prevede un canale stabile e affidabile su cui le nostre comunicazioni possono verificarsi. I dispositivi e mezzi di comunicazione sono gli elementi fisici o hardware di rete. L'hardware è spesso visibile in componenti della piattaforma di rete come ad esempio un computer portatile, un PC, uno switch, o il cablaggio utilizzato per collegare i dispositivi. Occasionalmente, alcuni componenti non possono essere così visibili. Nel caso di dati senza fili, i messaggi sono trasmessi attraverso l'aria utilizzando invisibili frequenze radio o infrarossi. I servizi e processi di comunicazione sono i programmi, chiamati software, che vengono eseguiti in dispositivi collegati in rete. Un servizio di rete fornisce informazioni in risposta ad una richiesta. I servizi comprendono molti delle comuni applicazioni di rete che le persone utilizzano ogni giorno, come posta elettronica e servizi di hosting web, hosting servizi. Il processo che fornire le funzionalità descritte, muove e dirige i messaggi attraverso la rete. Processi sono meno evidenti ma per noi sono fondamentali per il funzionamento delle reti.
Dispositivi finali e il loro ruolo in rete
I dispositivi di rete dove le persone hanno più familiarità sono chiamati dispositivi finali. Questi dispositivi formano l'interfaccia tra l'uomo e la sottostante rete di comunicazione. Alcuni esempi di dispositivi finali sono:
? Computer (stazioni di lavoro, laptop, file server, server web)
? le stampanti di rete
? telefoni VoIP
? Sicurezza macchine fotografiche
? Dispositivi palmari mobile (come ad esempio scanner di codici a barre senza fili, PDA)
Nel contesto di una rete, dispositivi finali sono indicati come host. Un dispositivo di accoglienza è sia l'origine o la destinazione di un messaggio trasmesso attraverso la rete. Al fine di distinguere un ospite da un altro, ciascun host su una rete è identificata da un indirizzo. Quando avvia una serie di comunicazioni, utilizza l'indirizzo di destinazione host per specificare dove il messaggio dovrebbe essere spedito. In reti moderne, un host può agire come un cliente, un server, o entrambi. Il software installato sull'host ne determina il ruolo che esso svolge sulla rete. I server sono gli host che hanno installato un software che permette loro di fornire informazioni e servizi, come l'e-mail o pagine web, agli altri host sulla rete. I clienti sono gli host che hanno installato un software che permette loro di richiedere e visualizzare le informazioni ottenute dal server.
Dispositivi intermediari e il loro ruolo in rete
In aggiunta ai dispositivi finali che le persone siano a conoscenza, le reti contano su dispositivi intermediari per fornire la connettività e di lavorare dietro le quinte per garantire i flussi di dati attraverso la rete. Questi dispositivi collegano i singoli host di rete e, quando possibile, collegano più singole reti in modo da formare un Internetwork. Esempi di dispositivi intermediari di rete sono:
? dispositivi di accesso di rete (hub, switch e punti di accesso wireless)
? dispositivi Internetworking (router)
? Server e Modem di comunicazione
? dispositivi di sicurezza (firewall)
La gestione dei dati come fluisce attraverso la rete è anche un ruolo dei dispositivi intermediari. Questi dispositivi utilizzano l' indirizzo di destinazione dell'host, in combinazione con le informazioni sulla rete di interconnessioni, per determinare il percorso che dovrebbero prendere i messaggi attraverso la rete. Processi in esecuzione sui dispositivi intermediari di rete eseguono queste funzioni:
? Rigenerazione e ritrasmissione di segnali di dati
? Mantenere le informazioni sui percorsi esistenti attraverso la rete e Internetwork
? Comunica a gli altri dispositivi errori e fallimenti sulla comunicazione
? Direziona dati lungo percorsi alternativi quando vi è un link interrotto
? Classificazione e direzione dei messaggi in base alla priorità QoS
? Autorizzare o negare il flusso di dati, sulla base di impostazioni di sicurezza
Media rete
La comunicazione in rete è condotta su un supporto. Il mezzo prevede il canale su cui il messaggio viaggia dalla sorgente alla destinazione. Le moderne reti utilizzano principalmente tre tipi di mezzi di comunicazione tra dispositivi di interconnessione e forniscono il percorso su cui i dati possono essere trasmessi. Questi mezzi sono:
? fili di metallo all'interno di cavi
? di vetro o di plastica fibre (cavo in fibra ottica)
? trasmissione Wireless
La codifica del segnale che deve verificarsi per il messaggio da trasmettere è diversa per ogni tipo di supporto. Su fili metallici, i dati vengono codificati in impulsi elettrici che corrispondono a specifici modelli. Le trasmissioni in fibra ottica contano su impulsi di luce, in una infrarossi o gamme di luce visibile. In trasmissione senza fili, i ritmi di onde elettromagnetiche raffigurano i vari bit di valori. Diversi tipi di rete, diversi mezzi di comunicazione hanno caratteristiche e prestazioni differenti. Non tutti i mezzi di informazione di rete hanno le stesse caratteristiche e sono appropriate per lo stesso scopo. Criteri per la scelta di un mezzo di una rete sono:
? La distanza che i mezzi di informazione possono portare con successo un segnale.
? L'ambiente in cui i mezzi di informazione stanno per essere installati.
? La quantità di dati e la velocità con cui essa deve essere trasmessa.
? Il costo dei mezzi di informazione e di installazione
LANs, WANs, and Internetworks
Local Area NetworksLe reti di infrastrutture possono variare notevolmente in termini di:
? dimensioni della zona
? numero di utenti collegati
? numero e tipo di servizi disponibili
Una singola rete di solito si estende su una singola area geografica, la fornitura di servizi e applicazioni per persone all'interno di una struttura organizzativa comune, come ad esempio le imprese, campus o regione. Questo tipo di rete si chiama Local Area Network. Una LAN è di solito, gestita da un'unica organizzazione. Il controllo amministrativo che disciplina la sicurezza e politiche di controllo di accesso sono applicati a livello di rete.
Wide Area Networks
Quando una società o organizzazione ha sedi che sono separati da grandi distanze geografiche, può essere necessario per l'utilizzo di un fornitore di servizi di telecomunicazione (FST) interconnettere le reti LAN su posizioni diverse. I fornitori di servizi di telecomunicazioni operano grandi reti regionali che possono estendersi fino a lunghe distanze. Tradizionalmente, i TSP trasportano comunicazioni vocali e di dati su reti separate. Sempre più spesso, questi prestatori di servizi sono convergenti, offrendo servizi di rete di informazioni ai loro abbonati. Le singole organizzazioni di locazione di solito sono connesse attraverso un fornitore di servizi di telecomunicazione di rete. Queste reti che collegano le LAN in località geograficamente separati sono indicati come Wide Area Network (WAN). Anche se l'organizzazione mantiene tutte le politiche e la gestione di reti LAN ad entrambe le estremità della connessione, le politiche di comunicazione entro il fornitore di servizi di rete sono controllati dalla FST.
Le WAN, attraverso l'uso di dispositivi di rete specificamente progettati, rendono possibile le interconnessioni tra LAN. Data l'importanza di questi dispositivi di rete, la configurazione, l'installazione e la manutenzione di tali dispositivi sono competenze che sono parte integrante della funzione di un'organizzazione di rete. LAN e WAN sono molto utili alle singole organizzazioni. A questi si collegano gli utenti all'interno dell'organizzazione. Esse permettono molte forme di comunicazione, compreso lo scambio di e-mail, formazione aziendale, e di altre risorse di condivisione.
Internet - Una rete di reti
Anche se ci sono vantaggi ad utilizzare una LAN o WAN, la maggior parte di noi ha bisogno di comunicare con una risorsa di un'altra rete, al di fuori della nostra organizzazione locale.
Esempi di questo tipo di comunicazione includono:
? inviando una e-mail a un amico in un altro paese
? Accesso ai prodotti o notizie su un sito web
? Ottenere un file da un computer vicino
? Instant messaging con un parente in un'altra città
? A seguito del rendimento di una squadra sportiva preferita su un telefono cellulare
Internetwork
Una maglia globale di reti interconnesse (internetworks) risponde a tali esigenze di comunicazione umana. Alcune di queste reti interconnesse sono di proprietà di grandi organizzazioni pubbliche e private, come ad esempio enti o imprese industriali, e sono riservati per il loro uso esclusivo. La più nota, ampiamente usata e pubblicamente accessibile Internetwork è Internet. Internet è creata da l'interconnessione di reti appartenenti ai fornitori di servizi Internet (ISP). Queste reti di provider di servizi Internet collegano gli uni agli altri per fornire l'accesso di milioni di utenti in tutto il mondo. Garantire una comunicazione efficace tra queste diverse infrastrutture richiede l'applicazione coerente di tecnologie e protocolli comunemente riconosciuti , nonché la cooperazione di molte agenzie di amministrazione di rete.
Intranet
Il termine Intranet è spesso usato per riferirsi ad una connessione privata di LAN e WAN che appartiene a una organizzazione, ed è progettata per essere accessibile alla sola organizzazione di membri, dipendenti, o altri con autorizzazione. Nota: I seguenti termini possono essere intercambiabili: Internetwork, i dati di rete, e di rete. Una connessione di due o più reti di dati costituisce una Internetwork - una rete di reti. Si fà riferimento a un Internetwork come una rete di dati - o semplicemente come una rete - quando si considerano le comunicazioni ad alto livello. L'uso di termini dipende dal contesto nel tempo e spesso possono essere intercambiabili.
Protocolli
Regole che disciplinano le comunicazioniTutte le comunicazioni, sia faccia a faccia o su una rete, è disciplinato da regole predeterminate chiamati protocolli. Questi protocolli sono specifici per le caratteristiche di conversazione. Nel nostro quotidiano di comunicazione personale, le regole che usiamo per comunicare in più mezzi, come una telefonata, non sono necessariamente le stesse come i protocolli per l'utilizzo di un altro supporto, come l'invio di una lettera. Pensate a quante diverse norme o protocolli per governare tutti i diversi metodi di comunicazione esistono nel mondo di oggi. Quando avviene la comunicazione tra host su una rete si richiede l'interazione dei diversi protocolli. Un gruppo di inter-relativi protocolli che sono necessari per svolgere una funzione di comunicazione è chiamato una suite di protocollo . Questi protocolli sono implementati nel software e hardware che viene caricato su ogni host e dispositivo di rete. Uno dei modi migliori per visualizzare come tutti i protocolli interagiscono su un particolare host è esaminare il loro cammino. Un stack di protocolli mostra come questi, entro la suite, sono attuati sull' ospitante. I protocolli sono visti come una struttura gerarchica a strati, con ogni livello superiore di servizio a seconda delle funzionalità definite dai protocolli di livelli inferiori. I livelli più bassi della pila sono interessati a trasferire i dati attraverso la rete e fornire servizi a strati superiori, che si concentrano sul contenuto di un messaggio che viene inviato all'interfaccia utente.
Utilizzazione dei strati per descrivere una comunicazione
Consideriamo, ad esempio, due persone che comunicano faccia a faccia; si possono utilizzare tre strati per descrivere questa attività. Al livello inferiore, il livello fisico, abbiamo due persone, ciascuna con una voce che può pronunciare parole a voce alta. Al secondo livello, le norme di livello, abbiamo un accordo per parlare in una lingua comune. Al livello superiore, il contenuto strato, abbiamo le parole effettivamente pronunciate-il contenuto della communicazione. Siamo noi a testimoniare questa conversazione, non dovremmo effettivamente vedere "strati" fluttuante nello spazio. E 'importante capire che l'uso dei livelli è un modello e, come tale, esso offre un modo per spezzare convenientemente un compito complesso in parti e descrivere come funzionano.
Protocolli di rete
A livello umano, alcune regole di comunicazione sono formali e altre sono semplicemente comprese, o implicite, sulla base personalizzata e la pratica. Per i dispositivi che comunicano con successo, una suite di protocolli di rete deve descrivere precisamente i requisiti e le interazioni.
La messa in rete di una suite di protocolli descrive i processi come ad esempio:
? Il formato o la struttura del messaggio
? Il metodo dei dispositivi di rete per condividere le informazioni su percorsi con altre reti
? Come e quando gli errori ed i messaggi di sistema sono passati tra i dispositivi
? L'impostazione e la risoluzione di sessioni di trasferimento dati
Singoli protocolli in una suite possono essere specifiche e proprietà del vendor. Proprietario, in questo contesto, significa che una società o un venditore controlla la definizione del protocollo e come funziona. Alcuni protocolli proprietari possono essere utilizzati da diverse organizzazioni, con il permesso del proprietario. Altri possono essere attuati solo per quanto riguarda le apparecchiature prodotte dal proprietario venditore.
Le suite del protocollo e gli standard di settore
Spesso, molti protocolli che comprendono ampiamente una suite di protocolli di riferimento utilizzano altri protocolli o standard di settore. Una norma è un processo o un protocollo che è stato approvato dal industria del collegamento in rete e rettificato da uno standard di organizzazione, come ad esempio l'Istituto di Elettrica ed Elettronica Engineers (IEEE) o Internet Engineering Task Force (IETF). L'uso di norme in via di sviluppo e l'attuazione di protocolli garantisce che i prodotti provenienti da produttori differenti possono lavorare insieme efficientemente per la comunicazione . Se un protocollo non è rigidamente osservato da un particolare produttore, le loro apparecchiature o software non possono essere in grado di comunicare con prodotti fabbricati da altri produttori. Nella comunicazione di dati, ad esempio, se alla fine di una conversazione si sta utilizzando un protocollo per governare a senso unico la comunicazione e l'altra estremità assume un protocollo che descrive la comunicazione bidirezionale, con ogni probabilità, non esistono informazioni scambiate.
L'interazione di protocolli
Un esempio d'uso di una suite di protocolli di comunicazione in rete è l'interazione tra un server web e un browser web. Questa interazione utilizza una serie di protocolli e standard nel processo di scambio di informazioni tra di loro. I diversi protocolli lavorano insieme al fine di garantire che i messaggi vengono ricevuti e compresi da entrambe le parti. Esempi di questi protocolli sono:
Application Protocol:
HTTP (Hypertext Transfer Protocol) è un protocollo comune che governa il modo in cui un server web e un client web interagiscono. HTTP definisce il contenuto e la formattazione delle domande e le risposte scambiate tra il client e il server. Sia il client che il server Web HTTP implementano il software come parte della domanda. Il protocollo HTTP si basa su altri protocolli per governare i messaggi che vengono trasportati tra client e server.
Protocollo di trasporto:
TCP (Transmission Control Protocol) è il protocollo di trasporto che gestisce le singole conversazioni tra web server e client Web. TCP divide i messaggi HTTP in pezzi più piccoli, chiamati segmenti, da inviare al client di destinazione. E 'anche responsabile per il controllo delle dimensioni e della velocità con cui i messaggi vengono scambiati tra il server e il client.
Internetwork protocollo:
Il più comune è il protocollo Internetwork IP (Internet Protocol). IP è responsabile per il formato dei segmenti TCP, riassume in pacchetti, assegnando gli opportuni indirizzi, e selezionando i migliori percorsi per l'host di destinazione.
Protocolli di accesso alla rete:
Protocolli di accesso alla rete descrivere due funzioni primarie, i dati di gestione e di collegamento fisico di trasmissione di dati sul supporto. Dati-link protocolli di gestione prendono i pacchetti IP e dal loro formato deve essere trasmessa oltre i mezzi di informazione. Le norme e protocolli per il supporto fisico e come governare i segnali sono trasmessi attraverso i media e il modo in cui vengono interpretati dal ricevente. Ricetrasmettitori sulla rete schede di interfaccia applicano le norme per i mezzi di informazione che viene utilizzato.
Tecnologia indipendente dai protocolli
I protocolli di rete descrivono le funzioni che si verificano durante le comunicazioni di rete. In una conversazione faccia a faccia, un protocollo per la comunicazione potrebbe affermare che, al fine della conversazione, il mittente deve rimanere in silenzio per due secondi. Tuttavia, questo protocollo non specifica come il mittente deve rimanere in silenzio per i due secondi. I protocolli in genere non descrivono come realizzare una particolare funzione. Vengono descritte solo le funzioni necessarie di una particolare regola di comunicazione, ma non il modo in cui viene effettuata, in cui l'attuazione di un particolare protocollo possa essere indipendenti dalla tecnologia. Guardando l'esempio del server web , HTTP non specifica che tipo di linguaggio di programmazione deve essere utilizzato per creare il browser, che software server web deve essere utilizzato per servire le pagine web, su quale sistema operativo il software gira, o i requisiti hardware necessari per la visualizzazione del browser. Essa non ci descrive come il server dovrebbe rilevare errori, nè tantomeno ciò che il server deve fare se si verifica un errore. Ciò significa che un computer - e altri dispositivi, come telefoni cellulari o PDA - possono accedere a una pagina web memorizzati su qualsiasi tipo di server web che utilizza qualsiasi forma di sistema operativo da qualsiasi luogo su Internet.
Utilizzando modelli a strati
I vantaggi di utilizzare un modello a stratiPer visualizzare l'interazione tra i vari protocolli, è comune l'utilizzo di un modello a strati. Un modello a strati descrive il funzionamento dei protocolli che si verifica all'interno di ogni livello, così come l'interazione con gli strati sopra e sotto di essa.
Ci sono vantaggi utilizzando un modello a livelli per descrivere i protocolli di rete e loro operazioni. Utilizzando un modello a strati:
? aiuta alla progettazione di un protocollo , perché i protocolli che operano in un determinato strato hanno definito le informazioni che essi elaborano per gli strati sopra e sotto.
? stimola la concorrenza, perché i prodotti di diversi fornitori possono lavorare insieme.
? la tecnologia impedisce la capacità di modifiche in uno strato che interessano da altri strati sopra e sotto.
? Fornisce un linguaggio comune per descrivere le funzioni di rete e delle loro capacità.
Modelli di riferimento e di protocollo
Ci sono due tipi base di modelli di rete: modelli di protocollo e modelli di riferimento. Un modello di protocollo fornisce un modello che si avvicini il più possibile alla struttura di una particolare suite di protocolli. Una serie gerarchica di protocolli in una suite di solito rappresenta tutte le funzionalità necessarie per l'interfaccia di rete. Il TCP / IP è un modello di protocollo, perché descrive le funzioni che si verificano ad ogni strato della suite. Un modello di riferimento fornisce un riferimento comune per mantenere la coerenza con tutti i tipi di protocolli di rete e servizi. Un modello di riferimento non è destinato ad essere una implementazione specifica e fornire un sufficiente livello di dettaglio per definire con precisione i servizi della architettura di rete. Lo scopo principale di un modello di riferimento è di aiuto in una più chiara comprensione delle funzioni e dei processi coinvolti. L' Interconnessione dei sistemi aperti (OSI) è il modello di riferimento più conosciuto. E'usato per la progettazione dei dati di rete , le specifiche di gestione, e la risoluzione dei problemi.
Anche se il protocollo TCP / IP ed il modello OSI sono i primi modelli utilizzati quando si parla di funzionalità di rete, i progettisti di protocolli di rete, servizi, o dispositivi in grado di creare i propri modelli per rappresentare i loro prodotti. In ultima analisi, i progettisti sono tenuti a comunicare alla relativa industria il loro prodotto o servizio o del modello OSI o TCP / IP, o di entrambi.
Il protocollo TCP / IP modello
Il primo modello del protocollo Internetwork per le comunicazioni è stato creato nei primi anni '70 e viene indicato come modello di Internet. Esso definisce quattro categorie di funzioni che devono verificarsi per le comunicazioni. L'architettura del protocollo TCP / IP segue la struttura di questo modello. Per questo motivo, il modello Internet è comunemente denominato "il protocollo TCP / IP". La maggior parte dei modelli di protocolli descrive un specifico stack di protocollo. Tuttavia, dal momento che il protocollo TCP / IP è un modello standard aperto, una società non controlla la definizione del modello. Le definizioni della norma e il protocollo TCP / IP sono oggetto di discussione in un forum pubblico e definiti in un insieme di documenti disponibile pubblicamente. Questi documenti sono chiamati richieste di commenti (RFC). Essi contengono sia la specifica formale dei protocolli di comunicazione di dati e risorse che descrivono l'uso dei protocolli stessi. Le RFC contengono anche tecniche organizzative dei documenti su Internet, tra cui le specifiche tecniche dei documenti di politica prodotta dalla Internet Engineering Task Force (IETF).
Il processo di comunicazione
Il modello del protocollo TCP / IP descrive la funzionalità dei protocolli che compongono il protocollo TCP / IP. Questi protocolli, che sono realizzati su entrambi invio e ricezione sugli hosts, interagiscono per fornire un end-to-end di consegna per applicazioni su una rete.
Un processo completo di comunicazione comprende questi passaggi:
1. Creazione dei dati a livello di applicazione dalla fonte originaria del dispositivo finale
2. Segmentazione e incapsulamento dei dati come passa lo stack del protocollo nella sorgente del dispositivo finale
3. Generazione dei dati sul supporto a livello di accesso alla rete della pila
4. Il trasporto dei dati attraverso l' Internetwork, che consiste di mass media, nonché tutte le periferiche intermedie
5. Ricezione dei dati a livello di accesso alla rete del dispositivo di destinazione finale
6. Decapsulation e riassemblaggio dei dati come passa la pila nel dispositivo di destinazione
7. Passaggio di questi dati per l'applicazione di destinazione a livello di applicazione del dispositivo di destinazione finale
Unità dati protocollo e incapsulamento
Ad ogni livello dello stack del protocollo vengono aggiunte informazioni; questo è comunemente noto come il processo di incapsulamento. La forma di ogni pezzo di dati a qualsiasi livello è chiamato unità dati protocollo (PDU). Nel corso dell'incapsulamento, ogni strato incapsula il PDU che riceve dal livello superiore, in conformità al protocollo in uso. In ciascuna fase del processo, una distribuzione ha un nome diverso per riflettere il suo nuovo aspetto. Anche se non vi è alcuna convenzione di denominazione universale per i PDU, questi sono denominati in base alla suite del TCP / IP .
? Dati - Il termine generale per la distribuzione utilizzata a livello di applicazione
? Segmento - Transport Layer PDU
? Pacchetto - Internetwork Layer PDU
? Frame - Datalink Layer PDU
? Bit - Un PDU utilizzato quando fisicamente la trasmissione dei dati accede al mezzo
L'invio e la ricezione di processo
Quando si invia un messaggio alla rete, la stack di protocollo su un host opera da cima a fondo. Nel server web per esempio, si può utilizzare il protocollo TCP / IP per illustrare il processo di invio di una pagina Web HTML a un client. Il livello di applicazione del protocollo, HTTP, inizia il processo di realizzazione del formato HTML della pagina web per il livello di trasporto. I dati dell'applicazione sono divisi in segmenti TCP. Ad ogni segmento TCP è attaccata un'etichetta, chiamata header, contenente informazioni a quali processi in esecuzione sul computer di destinazione devono ricevere il messaggio. Contiene anche le informazioni per attivare il processo di destinazione a rimontare i dati al suo formato originale. Il livello di trasporto incapsula i dati della pagina web HTML all'interno del segmento e la trasmette a livello Internet, dove il protocollo IP è implementato. Qui l'intero segmento TCP è incapsulata all'interno di un pacchetto IP, che aggiunge un altro marchio, denominato intestazione IP. L' intestazione IP contiene gli indirizzi IP di origine e di destinazione, così come le informazioni necessarie per fornire il pacchetto corrispondente al suo processo di destinazione . Successivamente, il pacchetto IP viene inviato al livello di accesso alla rete Ethernet in cui è racchiuso dentro un frame di intestazione e rimorchio. Ciascun frame intestazione contiene l'indirizzo fisico della fonte e della destinazione. L'indirizzo fisico identifica univocamente i dispositivi sulla rete locale. Il rimorchio contiene informazioni sul controllo dell'errore. Infine i bit sono codificati su mezzi di informazione Ethernet dal server NIC.
Il modello OSI
Inizialmente il modello OSI è stato progettato dalla International Organization for Standardization (ISO) per fornire un quadro su cui costruire una suite di protocolli di sistemi aperti. La visione è che di questo insieme di protocolli sarebbero stati utilizzati per sviluppare una rete internazionale che non dipende da sistemi proprietari. Purtroppo, la velocità alla quale il protocollo TCP / IP basato su Internet è stata adottata, e il tasso al quale è ampliato, ha causato lo sviluppo e l'accettazione di ritardo del protocollo OSI. Anche se alcuni dei protocolli sviluppati utilizzando le specifiche OSI sono oggi in uso diffuso, i sette strati del modello OSI ha dato un importante contributo allo sviluppo di protocolli e altri prodotti per tutti i tipi di nuove reti. Un modello di riferimento, il modello OSI fornisce un ampio elenco di funzioni e servizi che possono verificarsi in ogni strato. Descrive anche l'interazione di ogni strato con gli strati direttamente sopra e sotto di essi.
? Strato Applicazione fornisce i mezzi per end-to-end di connettività tra le persone umane in rete utilizzando reti di dati.
? Strato Presentazione prevede una rappresentazione comune di dati trasferiti tra il livello di applicazione dei servizi.
? Strato Sessione fornisce servizi allo strato di presentazione per organizzare il dialogo e per gestire lo scambio di dati.
? Il livello trasporto definisce i servizi di segmento, trasferimento, e rimontaggio dei dati per comunicazioni individuali tra dispositivi finali.
? Il livello di rete fornisce servizi per lo scambio di singoli pezzi di dati in rete tra dispositivi finali.
? Il Data Link Layer descrive i metodi per lo scambio di dati tra dispositivi (frame) in un comune mezzo di informazione.
? Il livello fisico descrive in maniera meccanica, elettrica, e funzionale, i mezzi e le procedure per attivare, mantenere una connessione di trasmissione da e verso un dispositivo di rete.
Confronto tra il modello OSI ed il protocollo TCP / IP
I protocolli che compongono la suite TCP / IP possono essere descritti in termini di modello di riferimento OSI. Nel modello OSI, il livello di accesso alla rete e lo strato di applicazione del modello TCP / IP sono ulteriormente suddivise per descrivere discretamente funzioni che devono verificarsi in questi strati. A livello di accesso alla rete, il protocollo TCP / IP suite non specifica quali protocolli da usare in una trasmissione su un supporto fisico, ma descrive solo la handoff da Internet al livello fisico. I livelli OSI 1 e 2 discutono le procedure necessarie per accedere ai mezzi di comunicazione e il mezzo fisico dove inviare dati attraverso la rete. Il parallelismo tra i due modelli di rete ha luogo al modello OSI Livello 3 e 4. Modello OSI Layer 3, il livello di rete, è quasi universalmente utilizzato per discutere e documentare la gamma di processi che si verificano in tutte le reti di dati attraverso un Internetwork. Il protocollo Internet (IP) è la suite TCP / IP che include le funzionalità descritte in Layer 3. Lo strato 4, il livello di trasporto del modello OSI, è spesso utilizzato per descrivere i servizi generali o funzioni che gestiscono le singole conversazioni tra origine e destinazione. Tali funzioni comprendono il riconoscimento, recupero di errore, e sequenziamento. A questo livello, i protocolli TCP / IP Transmission Control Protocol (TCP) e User Datagram Protocol (UDP) forniscono le necessarie funzionalità. Il protocollo TCP / IP Application layer comprende una serie di protocolli che forniscono funzionalità specifiche a una varietà di applicazioni per l'utente finale. Il modello OSI Livello 5, 6 e 7 sono utilizzati come riferimenti per i sviluppatori di software e fornitori per la produzione di prodotti che necessitano di reti di accesso per le comunicazioni.
Indirizzamento di rete
Indirizzamento in una reteIl modello OSI descrive i processi di codifica, la formattazione, segmentazione e incapsulamento per la trasmissione dati attraverso la rete. Un flusso di dati che viene inviato da una fonte a una destinazione può essere suddiviso in pezzi e interfogliati con i messaggi che viaggiano da altri host in altre destinazioni. Miliardi di pezzi di queste informazioni sono in viaggio su una rete in un dato momento. E 'di fondamentale importanza per ogni pezzo di dati contiene sufficienti informazioni per identificare la destinazione corretta. Ci sono vari tipi di indirizzi che devono essere inclusi con successo per fornire i dati da un'applicazione di origine in esecuzione su un host verso la corretta applicazione in esecuzione su un altro. Utilizzando il modello OSI come una guida, possiamo vedere i diversi indirizzi e gli identificatori che sono necessari ad ogni livello.
Ottenere i dati alle periferiche finali
Durante il processo di incapsulamento, gli identificatori di indirizzo sono aggiunti ai dati che viaggiano verso il basso dello stack del protocollo della fonte ospitante. Così come ci sono più livelli di protocolli che preparano i dati per la trasmissione alla sua destinazione, ci sono più livelli per affrontare al fine di garantire la sua consegna. Il primo identificatore, l'host indirizzo fisico, è contenuta nel intestazione del Layer 2 PDU, chiamato frame. Layer 2 è interessato per la consegna di messaggi ad una singola rete locale. L' indirizzo Layer 2 è unico sulla rete locale e rappresenta l'indirizzo del supporto fisico del dispositivo finale. In una rete LAN tramite Ethernet, questo indirizzo è chiamato il Media Access Control (MAC). Quando due dispositivi finali comunicano sulla rete Ethernet locale, i fotogrammi che vengono scambiati tra di loro contengono gli indirizzi MAC dellla destinazione e della fonte . Una volta che un frame è ricevuto con successo dal host di destinazione, il Layer 2 indirizzi vengono rimossi, poiché i dati sono deincapsulati e passati al Layer 3 della pila.
Ottenere dei dati attraverso l'Internetwork
Il layer 3 è in primo luogo progettato per spostare i dati da una rete locale ad un'altra rete locale all'interno di un Internetwork. Considerando che gli indirizzi del Livello 2 sono utilizzati solo per la comunicazione tra dispositivi su una singola rete locale, gli indirizzi Layer 3 devono contenere identificatori che consentono ai dispositivi di rete intermedi di individuare gli host su reti diverse. Nel protocollo TCP / IP, ogni host IP address contiene informazioni sulla rete di accoglienza in cui si trova. Al confine di ogni rete locale, un dispositivo di rete intermedio, di solito un router, deincapsula il frame per leggere l' indirizzo host di destinazione contenuto nella intestazione del pacchetto, il Layer 3 PDU. Il router utilizza la parte identificatore di questo indirizzo per determinare quale percorso utilizzare per raggiungere la destinazione ospitante. Una volta che il percorso è determinato, il router incapsula il pacchetto in un nuovo frame e lo invia sul suo cammino verso la destinazione finale. Quando il frame raggiunge la sua destinazione finale, il frame e le intestazioni dei pacchetti vengono rimosse e i dati passati al Layer 4.
Ottenere i dati dalla giusta Applicazione
Al livello 4, le informazioni contenute nella relativa header PDU non identifica un host di destinazione o di una rete di destinazione. Ciò che fa è individuare il processo o servizio in esecuzione su host di destinazione o dispositivo che agisce sui dati consegnati. Gli hosts, siano essi clienti o server su Internet, possono eseguire più applicazioni di rete simultaneamente. Persone che utilizzano i PC hanno spesso un client di posta elettronica in esecuzione nel momento stesso in un browser web, un programma di messaggistica immediata, alcuni di streaming media, e forse anche un gioco. Tutti questi programmi in esecuzione separatamente sono esempi di singoli processi. La visualizzazione di una pagina web invoca almeno una rete. Facendo clic su un collegamento ipertestuale provoca in un browser web la comunicazione con un server web. Allo stesso tempo, sullo sfondo, un client di posta elettronica può richiedere l'invio e la ricezione di posta elettronica, e un collega o un amico può richiedere l'invio di un messaggio istantaneo. Pensa a un computer che ha una sola interfaccia di rete su di essa. Tutti i flussi di dati sono creati da applicazioni in esecuzione sul PC i quali entrano e uscono attraverso un'unica interfaccia. Questo è dovuto al fatto che i singoli processi in esecuzione sull'origine e sulla destinazione comunicano gli uni con gli altri. Ogni applicazione o servizio è rappresentata a livello 4 da un numero di porta. Un unico dialogo tra dispositivi è identificato con un paio di numeri di porta di origine e di destinazione Layer 4 che sono rappresentativi delle due applicazioni comunicanti. Quando i dati vengono ricevuti presso il centro, il numero di porta viene esaminata per determinare quale applicazione o processo è la corretta destinazione per i dati.