SEMPLIFICATO

Le funzioni dei diversi livelli del modello ISO/OSI sono di seguito esaminate.

 Livello 7.- applicazione

È il livello in cui risiedono i protocolli che devono essere usati dai programmi applicativi per offrire agli utenti servizi come il terminale virtuale, il trasferimento di file, la posta elettronica, la navigazione Web.  Per esempio nel caso di trasferimento di file il software applicativo si limita a richiedere il servizio al protocollo di livello 7, mentre quest’ultimo ha il compito di gestire l'effettivo trasferimento, con il coinvolgimento degli strati inferiori.

Livello 6: presentazione

Si tenga presente che elaboratori differenti hanno modi diversi di rappresentare stringhe di caratteri (per esempio ASCII e Unicode) o informazioni numeriche.  Il livello 6 gestisce la rappresentazione binaria dell'informazione da trasferire preoccupandosi per esempio di convertire il formato dei dati da quello della piattaforma hardware di partenza in un formato di rete, riconvertendo poi l'informazione, nell'host destinatario, nel formato usato da quest'ultimo.  Questo livello non ha avuto molto successo, e i suoi servizi sono spesso implementati nel livello applicazione.

Livello 5: sessione

Permette a due host collegati in rete di mantenere una comunicazione continuativa, chiamata sessione, attraverso la rete.  Per alcuni protocolli, è essenziale che le estremità non cerchino di effettuare la stessa operazione contemporaneamente; in questo caso il livello sessione si occupa di regolamentare l'attività.  Un altro servizio consiste nell'inserimento nel flusso di marcatori, in modo tale che, dopo un guasto, solo i dati dopo l'ultimo marcatore debbano essere ritrasmessi.  Come il livello 6, anche questo livello non ha avuto molto successo nelle realizzazioni pratiche.

Livello 4: trasporto

La sua funzione di base è quella di accettare dati dal livello superiore, frammentarli in piccole unità se necessario, passare queste informazioni al livello rete, e assicurarsi che tutti i frammenti giungano a destinazione (è previsto il riordinamento dei frammenti dal lato ricezione).  Il livello 4 implementa la rilevazione dell'errore e fornisce pertanto ai livelli superiori un collegamento punto-punto (host-host) privo di errore con consegna dei dati nel giusto ordine.  Il livello 4 è il più basso livello a trascurare la presenza della rete e dei sistemi intermedi ed è quindi il primo livello end-to-end.

Livello 3.- rete

E' il livello che gestisce l'instradamento dei messaggi.  Esso determina se e quali sistemi intermedi debbano essere attraversati per raggiungere la destinazione, gestendo le tabelle di instradamento e provvedendo a instradamenti alternativi in caso di guasto o di congestione.

Livello 2: data link

Il suo scopo è far sì che il mezzo fisico trasmissivo appaia, per il livello superiore, come una linea di trasmissione esente da errori non rilevati.  Esso accetta come input pacchetti del livello 3 (tipicamente poche centinaia o qualche migliaio di bit) e li trasmette sequenzialmente sulla linea.  Il livello 2 verifica la presenza di errori aggiungendo dei campi di controllo e può gestire la correzione di tali errori mediante ritrasmissione.  Per le reti broadcast il livello 2 deve risolvere anche il problema dell'accesso multiplo al mezzo trasmissivo; per questo esiste uno speciale sottolivello denominato sottolivello MAC (Medium Access Control, controllo di accesso al mezzo).

Livello 1: fisico

Gli indirizzi IP sono suddivisi in classi:

TCP/IP

L’insieme di protocolli, standard e utilità comunemente impiegati e molto diffusi su Internet e
sulle reti è dovuta in larga misura alla capacità di connettere tra loro reti di dimensioni diverse e sistemi di vari tipi. Tali reti sono arbitrariamente raggruppate in tre classi principali (assieme ad alcune altre) con dimensioni predefinite, ciascuna delle quali può a sua volta essere suddivisa in sottoreti di dimensioni inferiori dagli amministratori di sistema.

Si utilizza una subnet mask per dividere un indirizzo IP in due parti: una parte identifica l'host (computer), l'altra identifica la rete cui esso appartiene. Per meglio comprendere le modalità di funzionamento delle subnet mask, occorre prendere in esame un indirizzo IP (Internet Protocol) e osservarne l'organizzazione.

Indirizzi IP: reti e host

Un indirizzo IP è un numero a 32 bit che identifica univocamente un host (un computer o un'altra periferica, come una stampante o un router) in una rete TCP/IP.

Gli indirizzi IP sono di norma espressi con quattro numeri in formato decimale separati da punti, ad esempio 192.168.123.132. Per comprendere in che modo sono utilizzate le subnet mask per distinguere host, reti e sottoreti, occorre esaminare un indirizzo IP in numerazione binaria.

Ad esempio, l'indirizzo IP in formato decimale separato da punti 192.168.123.132 è, in numerazione binaria, il numero a 32 bit 11000000101010000111101110000100. Tale numero potrebbe essere difficilmente decifrabile, pertanto sarà necessario dividerlo in quattro parti di otto cifre binarie.

Queste sezioni di otto bit sono note come ottetti.
L'indirizzo IP di esempio, quindi, diventa 11000000.10101000.01111011.10000100. Questo numero è sicuramente più comprensibile, quindi sarà opportuno, nella maggior parte dei casi, convertire l'indirizzo binario nel formato decimale separato da punti (192.168.123.132). I numeri decimali separati da punti sono gli ottetti convertiti dalla notazione binaria a quella decimale.

Affinché una rete WAN (Wide Area Network) funzioni efficacemente come raccolta di reti, i router che passano pacchetti di dati da una rete all'altra non devono conoscere l'esatta posizione di un host cui è destinato un pacchetto di informazioni. I router riconoscono solo la rete di cui l'host è membro e utilizzano le informazioni memorizzate nella relativa tabella di route per determinare le modalità di invio del pacchetto alla rete dell'host di destinazione. Dopo che il pacchetto è stato consegnato alla rete di destinazione, esso viene consegnato

all’host appropriato.

Affinché tale processo sia effettivo, un indirizzo IP deve essere composto da due parti. La prima parte di un indirizzo IP è utilizzata come indirizzo di rete, l'ultima parte come indirizzo host. Se si considera l'esempio 192.168.123.132, dividendolo in due parti, si ottiene quanto segue:

   192.168.123.      Rete

                     .132 Host

oppure

   192.168.123.0 - indirizzo di rete.

      0.0.0.132     - indirizzo host.

Subnet mask

Il secondo elemento necessario per il funzionamento del protocollo TCP/IP è la subnet mask. La subnet mask è utilizzata dal protocollo TCP/IP per determinare l'eventuale presenza di un host sulla sottorete locale o su una rete remota.

Nel protocollo TCP/IP le parti dell'indirizzo IP utilizzate come indirizzi di rete e di host non sono fisse, quindi è impossibile determinare gli indirizzi di rete e di host sopra citati, purché non si disponga di maggiori informazioni. Tali informazioni sono fornite in un altro numero a 32 bit denominato subnet mask. In quest'esempio, la subnet mask è 255.255.255.0. Il significato di questo numero non è ovvio, se non si è a conoscenza del fatto che 255 in notazione binaria equivale a 11111111; di conseguenza, la subnet mask sarà:

11111111.11111111.11111111.0000000

Allineando l'indirizzo IP e la subnet mask, sarà possibile separare le porzioni rete e host dell'indirizzo:

   11000000.10101000.01111011.10000100 - Indirizzo IP (192.168.123.132)

   11111111.11111111.11111111.00000000 -- Subnet mask (255.255.255.0)

I primi 24 bit (il numero di bit presenti nella subnet mask) sono identificati come indirizzo di rete, mentre gli ultimi 8 bit (il numero di zero rimanenti nella subnet mask) sono identificati come indirizzo host.

Classi di rete

Gli indirizzi Internet sono assegnati da InterNIC (http://www.internic.net), l'organizzazione che amministra Internet. Tali indirizzi IP sono suddivisi in classi. Le classi più comuni sono A, B e C. Esistono anche le classi D ed E, ma in genere non sono utilizzate dagli utenti finali. Ciascuna classe di indirizzo dispone di una diversa subnet mask predefinita. È possibile identificare la classe di un indirizzo IP osservandone il primo ottetto. Di seguito sono riportati gli intervalli degli indirizzi Internet di classe A, B e C, ciascuno caratterizzato da un esempio di indirizzo:

In alcune situazioni i valori predefiniti della subnet mask non corrispondono alle esigenze dell'organizzazione a causa della topologia di rete oppure perché i numeri di rete (o host) non si adattano alle limitazioni della subnet mask predefinita. La sezione successiva illustra in che modo è possibile suddividere le reti tramite subnet mask.

Creazione di subnet

Una rete TCP/IP di classe A, B o C può essere ulteriormente suddivisa in più subnet da un amministratore di sistema. Ciò diviene necessario quando si riconcilia lo schema di indirizzi logici di Internet (l'insieme astratto di indirizzi IP e subnet) con le reti fisiche utilizzate in
situazioni reali.

Un amministratore di sistema cui sia stato assegnato un gruppo di indirizzi IP potrebbe dover gestire reti non organizzate in maniera corrispondente a tali indirizzi. Ad esempio, si dispone di una rete WAN con 150 host su tre reti (in diverse città) che sono connesse da un router TCP/IP, ciascuna delle quali è composta da 50 host; la rete di classe C assegnata è 192.168.123.0 (questo indirizzo ha uno scopo puramente illustrativo, poiché fa parte di un intervallo non assegnato su Internet). Ciò significa che è possibile utilizzare gli indirizzi da 192.168.123.1 a 192.168.123.254 per i propri 150 host.

Due indirizzi che non possono essere utilizzati come esempio sono 192.168.123.0 e 192.168.123.255, poiché gli indirizzi binari con una porzione host composta da soli 1 e da soli 0 non sono validi. L'indirizzo con 0 non è valido perché viene utilizzato per specificare una rete senza specificare un host. L'indirizzo 255 (in notazione binaria, un indirizzo host composto da soli 1) viene utilizzato per trasmettere un messaggio a tutti gli host di una rete. Si ricordi che il primo e l'ultimo indirizzo di qualsiasi rete o subnet non possono essere assegnati a nessun host singolo.

A questo punto, dovrebbe essere possibile assegnare indirizzi IP a 254 host. Ciò è possibile solo se tutti i 150 computer si trovano su una rete singola; tuttavia, i 150 computer si trovano su tre reti fisiche separate. Anziché richiedere più gruppi di indirizzi per ciascuna rete, è opportuno suddividere la rete in subnet che consentiranno di utilizzare un gruppo di indirizzi su più reti fisiche.

In questo caso, occorre dividere la rete in quattro subnet, utilizzando una subnet mask che aumenti le dimensioni dell'indirizzo di rete e riduca quelle del possibile intervallo di indirizzi host. In altre parole, si "prendono in prestito" alcuni bit di norma utilizzati per l'indirizzo host, impiegandoli per la porzione di rete dell'indirizzo. La subnet mask 255.255.255.192 genera quattro reti, ciascuna composta da 62 host. Ciò accade poiché in notazione binaria 255.255.255.192 equivale a 1111111.11111111.1111111.11000000. Le prime due cifre dell'ultimo ottetto diventano indirizzi di rete, in tal modo si ottengono le reti aggiuntive 00000000 (0), 01000000 (64), 10000000 (128) e 11000000 (192) (alcuni amministratori impiegheranno solo due sottoreti che utilizzano 255.255.255.192 come subnet mask. In queste quattro reti, le ultime 6 cifre binarie possono essere utilizzate per gli indirizzi host.

Utilizzando una subnet mask di 255.255.255.192, la rete 192.168.123.0 genera quindi le quattro reti 192.168.123.0, 192.168.123.64, 192.168.123.128 e 192.168.123.192. Queste quattro reti avranno come indirizzi host validi:

Si ricordi ancora che gli indirizzi host binari composti da soli 1 o da soli 0 non sono validi, quindi non sarà possibile utilizzare indirizzi il cui ultimo ottetto sia 0, 63, 64, 127, 128, 191, 192 o 255.

È possibile osservarne il funzionamento esaminando i due indirizzi IP 192.168.123.71 e 192.168.123.133. Se è stata utilizzata la subnet mask predefinita di classe C uguale a 255.255.255.0, entrambi gli indirizzi saranno sulla rete 192.168.123.0. Tuttavia, se si utilizza la subnet mask di 255.255.255.192, essi si troveranno su reti diverse: 192.168.123.71 sarà sulla rete 192.168.123.64, 192.168.123.133 sarà sulla rete 192.168.123.128.

Esempio di Subnet mask

Lista delle sottoreti
dalla rete 200.1.1.0 con maschera di sottorete 255.255.255.0

Lista delle sottoreti
dalla rete 200.1.1.0 con maschera di sottorete 255.255.255.224         (11100000)

Si prende in considerazione il valore decimale 224 (il quarto ottetto della maschera di sottorete 255.255.255.224) il numero in forma binaria è rappresentata nel modo seguente:

I tre  valori (111) più significativi del numero, diventano indirizzi di rete, in tal modo si ottengono otto reti aggiuntive determinate dalla potenza ( 2 ³ ), dove la base 2 indica le variabili possibili dei bit (0 1), mentre l’esponente 3 indica il numero dei bit presi in considerazione.
Le condizioni che vengono determinate sono:

00000000 (0), 00100000 (32), 01000000 (64), 01100000 (96), 10000000 (128), 10100000 (160), 11000000 (192), 11100000 (224). 

Per calcolare le sottoreti si può accedere al seguente sito,  “Centro nazionale per l'informatica nella pubblica amministrazione” (ex AIPA Autorità per l'informatica nella pubblica amministrazione)  ente governativo, al seguente indirizzo:

http://applicazioni.cnipa.gov.it/attivita%5B2/formazione%5B6/corsi%5B2/materiali/Web%20Publishing/M1_tcpip/Esercitazioni/M1_U1_3/indice.htm

0ppure al sito:

http://www.tuttoreti.it/index2.htm

Gateway predefiniti

Se un computer TCP/IP deve comunicare con un host o con un'altra rete, di norma lo farà tramite una periferica denominata router. In termini TCP/IP, un router specificato su un host, che collega la subnet dell'host ad altre reti, viene denominato un gateway predefinito. Questa sezione illustra in che modo il protocollo TCP/IP determina se inviare o meno pacchetti al relativo gateway predefinito per raggiungere un altro computer o un'altra periferica in rete.

Un host confronta la subnet mask definita e l'indirizzo IP di destinazione con il proprio indirizzo IP quando tenta di comunicare con un'altra periferica tramite protocollo TCP/IP. Il risultato di tale confronto indica al computer se la destinazione è un host locale o un host remoto.

Se il risultato di questo procedimento determina che la destinazione è un host locale, il computer invierà semplicemente il pacchetto alla subnet locale. Se invece il risultato del confronto rivela che la destinazione è un host remoto, il computer trasmetterà il pacchetto al gateway predefinito impostato nelle relative proprietà TCP/IP. Sarà quindi compito del router trasmettere il pacchetto alla subnet corretta.

CONFIGURAZIONE - CONNESSIONE DI RETE 

Da risorse di rete pulsante sinistro si accede a proprietà  connessione di rete, su LAN pulsante sinistro si accede a proprietà connessione alla rete locale, protocollo internet (TCP/IP), proprietà protocollo internet.

Si inseriscono l'indirizzo IP della macchina e il Subnet mask. Parametri necessari per connettere due PC tramite HUB col cavo UTP tra loro.

Se il collegamento deve avvenire direttamente senza l'ausiglio dell'HUB, allora il cavo deve essere diverso dal caso precedente, il cavo deve essere incrociato.

Da risorse di rete pulsante sinistro si accede a proprietà  connessione di rete, su LAN pulsante sinistro si accede a proprietà connessione alla rete locale, protocollo internet (TCP/IP), proprietà protocollo internet.

Si inseriscono l'indirizzo IP della macchina e il Subnet mask. Parametri necessari per connettere due PC tramite HUB col cavo UTP tra loro.

Se il collegamento deve avvenire direttamente senza l'ausiglio dell'HUB, allora il cavo deve essere diverso dal caso precedente, il cavo deve essere incrociato.

Da risorse di rete pulsante sinistro si accede a proprietà  connessione di rete, su LAN pulsante sinistro si accede a proprietà connessione alla rete locale, protocollo internet (TCP/IP), proprietà protocollo internet.

Si inseriscono l'indirizzo IP della macchina e il Subnet mask. Parametri necessari per connettere due PC tramite HUB col cavo UTP tra loro.

Se il collegamento deve avvenire direttamente senza l'ausiglio dell'HUB, allora il cavo deve essere diverso dal caso precedente, il cavo deve essere incrociato.