Modello OSI

Introduzione

Il modello OSI spiega come i computer inviano dati tra loro su una rete in un modo standard. Sviluppato alla fine degli anni ’70, il modello OSI scompone la comunicazione di rete in sette strati distinti. Ogni strato ha funzioni specifiche e interagisce con gli strati superiori e inferiori.

Sebbene l’internet moderno utilizzi principalmente il modello TCP/IP più semplice, il modello OSI a 7 strati rimane uno strumento essenziale. Aiuta gli ingegneri di rete a progettare reti, risolvere problemi e garantire l’interoperabilità tra sistemi. Esaminiamo più da vicino ciascuno dei sette strati OSI e come consentono le comunicazioni di rete.

I 7 Strati del Modello OSI

Dividere i sette strati OSI in due gruppi: strati superiori e strati inferiori. Gli strati superiori (7, 6, 5) si concentrano sulle applicazioni e su come gli utenti interagiscono con i dati. Gli strati inferiori (4, 3, 2, 1) gestiscono il trasporto dei dati.

Gli Strati Superiori del Modello OSI

Strato 7: Lo Strato Applicativo Lo strato applicativo è il più vicino all’utente finale. Fornisce servizi di rete direttamente alle applicazioni come browser web, client di posta elettronica e app di messaggistica. Quando si carica una pagina web o si invia un’email, lo strato applicativo formatta quei dati e li invia allo strato 6.

Il DNS è responsabile dell’associazione dei nomi di dominio con gli indirizzi IP. Lo strato applicativo assicura che i dati siano strutturati correttamente per l’applicazione rispettiva.

Strato 6: Lo strato di presentazione riceve i dati dallo strato dell’applicazione e li prepara per l’invio sulla rete. Ciò comporta spesso traduzione, crittografia e compressione.

Lo strato di presentazione formatta i dati utilizzando una sintassi comune concordata tra i dispositivi mittenti e destinatari. Ad esempio, può convertire il testo ASCII in un formato standardizzato. La crittografia protegge i dati sensibili, e la compressione diminuisce la quantità di dati che devono essere trasmessi.

Strato 5: Lo Strato di Sessione Lo strato di sessione stabilisce, mantiene e termina le connessioni tra dispositivi. Configura sessioni, o canali di comunicazione temporanei, che consentono ai dispositivi di scambiare dati per un periodo prolungato.

Se la connessione viene interrotta, lo strato di sessione reinvia i dati dall’ultimo checkpoint utilizzando checkpoint. Implementa anche il controllo del dialogo per garantire che due applicazioni non cerchino di inviare dati allo stesso tempo.

Gli Strati Inferiori del Modello OSI

Strato 4: Lo strato di trasporto suddivide i dati dallo strato di sessione e li prepara per la trasmissione sulla rete. È responsabile della consegna end-to-end e del trasferimento privo di errori dei dati tra i sistemi.

I due principali protocolli dello strato di trasporto sono TCP e UDP. TCP garantisce che i dati arrivino a destinazione verificando e richiedendo la ritrasmissione in caso di perdita di dati. UDP è senza connessione e non garantisce la consegna, ma è più veloce. Lo strato di trasporto effettua anche il controllo del traffico, regolando il flusso di dati per adattarlo alla velocità della rete.

Strato 3: Lo Strato di Rete Lo strato di rete gestisce l’indirizzamento logico e l’instradamento dei dati tra i nodi. Lo strato di trasporto suddivide i segmenti di dati in pacchetti più piccoli e allega gli indirizzi di origine e destinazione.

Come i Router Utilizzano gli Indirizzi IP

I router utilizzano gli indirizzi IP per trovare il modo migliore per i dati di attraversare diverse reti e raggiungere la loro destinazione. Lo strato di rete trova il percorso migliore e commuta i pacchetti tra le reti fino a raggiungere il dispositivo ricevente.

Strato 2: Lo Strato di Collegamento Dati collega direttamente due nodi su una rete. Prende i pacchetti dallo strato di rete, li suddivide in frame e li invia alla destinazione corretta utilizzando l’indirizzo MAC.

Lo strato di collegamento dati esamina i frame in ingresso per errori e richiede una ritrasmissione se rileva una corruzione. Regola il controllo del flusso per garantire che il dispositivo ricevente non sia sopraffatto dai dati. Lo strato di collegamento dati arbitrizza anche l’accesso al media fisico in modo che più dispositivi possano condividere in sicurezza i collegamenti di rete.

Strato 1: Lo Strato Fisico fornisce la base su cui costruire gli strati superiori. Definisce le caratteristiche fisiche ed elettriche della rete, inclusi cavi, connettori, frequenze radio, tensioni, modulazione e codifica di linea.

Lo strato fisico trasmette flussi di bit grezzi sul mezzo fisico come impulsi elettrici, segnali luminosi o onde radio. Specifica le velocità di trasmissione dei dati, le distanze di trasmissione massime e la topologia fisica della rete. Esistono diversi standard per lo strato fisico per i mezzi in rame, fibra ottica e wireless.

Inviare un’Email con OSI

Per illustrare il modello OSI, esaminiamo cosa succede quando si invia un’email:

1. Il client di posta elettronica formatta il messaggio e gli allegati. (Applicazione)
2. Il sistema traduce i dati nel formato SMTP, li crittografa e li comprime. (Presentazione)
3. L’utente apre una sessione con il server di posta elettronica. (Sessione)
4. Il sistema segmenta il messaggio, aggiunge un’intestazione e lo consegna allo strato di rete. (Trasporto)
5. I segmenti si dividono in pacchetti con informazioni sugli indirizzi IP. (Rete)
6. Il sistema suddivide i pacchetti in frame con indirizzi MAC. (Collegamento Dati)
7. Il sistema trasforma i frame in bit e li invia tramite ethernet o wifi come segnali elettrici o radio. (Fisico)

Il server di posta elettronica invia i dati all’applicazione di posta elettronica del destinatario spostandoli verso l’alto attraverso gli strati OSI.

Modello OSI vs Modello TCP/IP

Il modello TCP/IP è un modello di base a quattro strati utilizzato per la comunicazione internet nel mondo reale. Sviluppato dal DoD statunitense, precede il modello OSI.

La differenza principale è che TCP/IP combina le funzioni di più strati OSI. Lo strato applicativo comprende gli strati 5, 6 e 7 del modello OSI. Lo strato di trasporto corrisponde allo strato 4 del modello OSI. Lo strato internet è equivalente allo strato di rete 3 del modello OSI. Infine, lo strato di accesso alla rete include gli strati 1 e 2 del modello OSI.

Il modello OSI è importante, ma il modello TCP/IP è migliore per la comunicazione internet. Tuttavia, entrambi ci aiutano a comprendere i numerosi processi complessi necessari per la consegna dei dati di rete.

Conclusione

Il modello OSI a 7 strati è un concetto fondamentale nelle reti informatiche. Astrazione delle funzioni specifiche di ogni strato, OSI consente l’interoperabilità tra sistemi diversi e fornisce un modello comune di risoluzione dei problemi.

Conoscere gli strati OSI può essere utile per i professionisti di rete, anche se non lavorano direttamente con essi. Gli strati vanno dallo strato applicativo in cima allo strato fisico in basso. Quando si ha un problema di rete, utilizzare il modello OSI può aiutare a trovare e risolvere il problema più rapidamente.