Chiarimenti sul modello OSI e TCP/IP

[luca2]

Ciao,
Mi sto interessando un po' di reti, modello OSI e tcp/ip e su come funzionano in generale.
Avrei bisogno di un po' di delucidazioni sulla differenza tra la gestione dei dati da parte del protocollo TCP e dell'IP.
Alcuni passaggi mi erano poco chiari (non so se per colpa mia, di un po' di confusione che potrebbe aver fatto l'insegnante o semplicemente dovuto al fatto che i video erano in inglese )
In poche parole, sperando di essere chiaro, il tizio dice che il protocollo IP assegna l'indirizzo ai dati (file?) e li spacchetta, mentre il tcp li divide in pacchetti prima di inviarli in rete, assegnando un header e controlla se tutto viene ricevuto e trasmesso correttamente.
So che ho semplificato parecchio e che il modello OSI prevede vari layer, ma la cosa che mi interessa sapere insomma è: ma quante volte vengono tagliati e spacchettati sti benedetti file? Li "taglia" sia il protocollo IP che TCP prima di inviarli?

Grazie

[borgata]

Credo che una risposta semplice non esista.
Dovresti prima apprendere le basi sul funzionamento delle reti (e in particolare i concetti di livelli, protocolli, peer, interfacce e servizi) e poi cercare di capire le differenze tra i diversi modelli di riferimento.

Ad ogni modo entrambi i modelli sono strutturati su più livelli/protocolli, ognuno con un proprio "linguaggio" e con specifiche funzionalità. I dati da inviare possono essere divisi, accorpati o lasciati inalterati (eccezion fatta per l'aggiunta/rimozione di qualche informazione di controllo), a seconda del protocollo e della situazione.

[LoryOne]

Ciao.
Ti fornisco alcuni elementi basilari per comprendere le fondamenta che stanno alla base di qualsiasi mezzo di trasmissione software basato su architettura hardware.
Prima di tutto, devi comprendere le problematiche che stanno alla base della trasmissione dati:
1 - Le informazioni possono essere trasmesse come impulsi elettrici attraverso un mezzo trasmissivo;
2 - Gli impulsi elettrici devono essere accorpati secondo uno schema prestabilito in trasmissione ed accorpati secondo lo stesso schema in ricezione;
3 - E' necessario che siano noti ad entrambi i nodi sia la sorgente, sia la destinazione in un flusso trasmissivo bidirezionale;
4 - L'eventuale errore dovuto a perdite di segnale sul mezzo trasmissivo, deve essere identificato e corretto secondo lo schema al punto 2;
5 - E' necessario che l'intera tasmissione possa essere ricostruita per intero, qualora la destinazione richieda ulteriori informazioni mancanti al nodo trasmissivo per il reinvio.
Se ora identifichi ogni singolo punto come fasi in un processo, ti rendi conto che è possibile suddividerle in strati interconnessi secondo una gerarchia che ne identifica la priorità d'esecuzione; Secondo la stessa priorità, è altresì intuibile che ogni strato debba comunicare col precedente, in modo che lo strato successivo operi un'azione di affinamento sulla base delle informazioni fornite dal precedente.
Questo ha portato i progettisti ad identificare una stratificazione che fosse identica per qualunque trasmissione mono o bidirezionale, pilotando opportunamente l'hardware impiegato che opera sempre e comunque in base al punto 1.
Se tra due nodi comunicanti, il mezzo trasmissivo o l'intero procedimento subisce un battuta d'arresto, la trasmissione può non essere completata o neppure iniziata; E' sorto, quindi, un altro problema legato alla necessità di poter comunicare comunque limitando al massimo gli eventuali intoppi che potevano frapporsi all'interno del procedimento.
Aggiungere nodi, ha comportato necessariamente veicolare correttamente il flusso in modo che potesse essere ricostruito solo dai due nodi interessati (il punto 3), anche se esso interessava più nodi distinti in transito.
Suddividendo poi in porzioni (pacchetti) ogni singola trasmissione appartenente ad una comunicazione tra due nodi, era possible limitare l'errore sull'intero contenuto aumentando la capacità di verifica della coerenza su sezioni ridotte, quindi essere in grado di accorgersi del problema in minor tempo.
Mano a mano che la rete cresceva, poteva manifestarsi la possibilità che la trasmissione prima di essere ricevuta per intero potesse comportare perdite di tempo notevoli, quindi conoscere a monte l'intera sequenza dei pacchetti ricevuti o trasmessi risultava fondamentale per il punto 2; Il tempo d'attesa, doveva essere limitato al massimo, quindi non era necessario che in ricezione l'intera sequenza fosse rispettata sequenzialmente: Su una sequenza di 10 porzioni, poteva giungere il pacchetto 1, poi il 3, il 10, il 7, ecc: Chiaramente, la destinazione avrebbe dovuto richiedere le altre porzioni alla trasmissione per completare la ricezione dell'intera sequenza...il punto 5, quindi.
L'ottimizzazione dell'intero procedimento ha comportato col tempo l'aggiunta di vari accorgimenti alla struttura (software) di cui si compone ogni singolo strato, fino a divenire quello che oggi è internet con un alto grado di affidabilità sulla trasmissione e ricezione dati.
Tutto cio che ti ho scritto, lo capisci meglio studiando la struttura del protocollo IP, quello dell' ARP, quello del ICMP, quello del UDP, del TCP, ecc.
Devi ricercare a cosa serve ogni singolo "pezzo" della struttura per ogni protocollo e come si comporta per adempiere alla funzione alla quale è stato progettato.
Mettendo insieme le informazioni teoriche acquisite e sniffando la rete attraverso un software illuminante come wireshark, avrai capito esattamente cosa intendevo dirti.
Ti consiglio wireshark poichè su ogni singolo pacchetto identifica i vari strati interessati e la struttura ad essi connessa.

ps: Ed ora una piccola chicca: Gli impulsi che partono dal tuo cervello per giungere agli arti o dai tuoi sensi verso il cervello sono di tipo chimico e veicolati opportunamente attraverso il tuo corpo: La strada che percorrono non è sempre la stessa e se viene interrotta, ne viene creata un'altra, ma sorgente e destinazione sono sempre conosciuti per tutto il tragitto.
Internet è fondato sull'identico concetto; non sono impulsi chimici, ma elettrici.
Internet appartiene alla multidisciplinarietà creativa.

[LoryOne]

Inviato da LoryOne

...

ps: Ed ora una piccola chicca: Gli impulsi che partono dal tuo cervello per giungere agli arti o dai tuoi sensi verso il cervello sono di tipo elettrico e veicolati opportunamente attraverso il tuo corpo: La strada che percorrono non è sempre la stessa e se viene interrotta, ne viene creata un'altra, ma sorgente e destinazione sono sempre conosciuti per tutto il tragitto.
Internet è fondato sull'identico concetto; non sono impulsi chimici, ma elettrici.
Internet appartiene alla multidisciplinarietà creativa.

Gli impulsi che partono dal tuo cervello per giungere agli arti o dai tuoi sensi verso il cervello sono di tipo chimico-elettrico e veicolati opportunamente attraverso il tuo corpo...
Internet è fondato sull'identico concetto; non sono impulsi chimico-elettrici, ma elettrici.

[luca2]

Non sono un sistemista e non intendo diventarlo (troppo anziano per mettermi a studiare da zero queste materie complesse), però mi sono trovato spesso a dover risolvere problematiche di semplici reti casalinghe - questo campo relativamente limitato mi basta e avanza diciamo così.

Però, visto che ultimamente ho un po' di tempo a disposizione mi è sembrata una buona idea approfondire le mie conoscenze, se non altro per diletto (magari poi mi torna pure utile).

Molto di ciò (quindi non tutto) che mi è stato cortesemente descritto sopra da Lory e Borgata l'avevo già capito, sono più o meno le idee e le teorie da cui si è poi sviluppato tutto il sistema concretamente.

anche se:

2 - Gli impulsi elettrici devono essere accorpati secondo uno schema prestabilito in trasmissione ed accorpati secondo lo stesso schema in ricezione;

Beh, questo mi piacerebbe proprio capire come funziona in pratica. Ma qui mi rendo conto che avrei bisogno di conoscenze e competenze elettroniche-fisiche che non ho affatto.


Ciononostante, mi piacerebbe comunque che mi venga fornita una risposta un pochino più precisa, per quanto generica e limitata, al mio quesito. Di fatto i video che sto seguendo sono per "beginner" e molta teoria viene saltata a piè pari.

Grazie ancora.

ps: avevo sentito parlare di wireshark e mi pare che l'abbia pure scaricato una volta. Molto interessante. Avete dei link a video che ti spiegano chiaramente l'uso?

[LoryOne]

"2 - Gli impulsi elettrici devono essere accorpati secondo uno schema prestabilito in trasmissione ed accorpati secondo lo stesso schema in ricezione;"

Sintetizzando alla grande: I segnali elettrici sono fluttuazioni di valori di tensione nel tempo; hanno un andamento sinusoidale o spesso in elettronica uno ad onde quadre; Si tratta di sincronizzazione tra impulsi elettrici, cioè identificare un preciso stato di tensione in un preciso momento.
In informatica (Una delle tante branche della fisica applicata), una sequenza di bit 0 o 1 identifica uno stato di tensione a valore superiore a zero (solitamente il bit a valore 1 corrisponde ad un valore di tensione +5 o +3 Volt) o a valore zero.
E' necessario un segnale stabile (segnale di clock) nel tempo che funzioni come cronometro per identificare, in un un certo periodo, lo stato di tensione tra diversi segnali elettrici *: Identificare una precisa sequenza di bit alla quale corrispondono dati o istruzioni (gli uni escludono gli altri) , significa codificare tale sequenza, quindi ottenere lo schema di codifica. Lo schema di codifica deve essere identico in trasmissione e ricezione, altrimenti i due nodi (meglio parlare di attuatori o periferiche) non possono comunicare.

Il protocollo IP identifica sostanzialmente sorgente e destinazione e proprietà del pacchetto (devi studiarne la struttura per capire meglio), il protocollo TCP (chiamato protocollo di trasporto) come viene veicolato il flusso ed il controllo dello stato della connessione tra i due nodi (devi studiarne la struttura); Ecco perchè IP e TCP sono sempre assieme e si parla di protocollo TCP/IP o UDP/IP o ICMP/IP, ecc.

Wireshark, oltre ad identificare per ogni frame i vari protocolli interessati, è in grado di ricostruire l'intera sequenza di pacchetti giunti alla tua scheda per identificare l'esatta trasmissione dei dati scambiati, ossia l'ultimo dei layer della pila OSI (livello application)

* Pensa alla stampante ad esempio: Se è in stato di busy (occupato), dice al computer di fermarsi nell'invio dei dati da stampare perchè sta elaborando altri dati. Identico discorso sul bus dati per l'hd: Se il PC scrive non può leggere e viceversa.

Come borgata ha già espresso, è veramente difficile sintetizzare...io ci provo, ma è dura.

[luca2]

Inviato da LoryOne

...
Come borgata ha già espresso, è veramente difficile sintetizzare...io ci provo, ma è dura.

E lo so che è dura!
Anche l'insegnante dei video di cui parlavo sembrava in difficoltà a dover sintetizzare e semplificare i passaggi e la teoria.
Ok, i due protocolli vanno sempre assieme quando si tratta di spedire i pacchetti (TCP)e identificare il mittente e il destinatario (IP).
Ripeto, non mi è chiaro se la creazione dei pacchetti la fa solo lP (semplificando lo so) e se poi il TCP li prenda solo in carica per il trasporto e la verifica (semplificando).
Grazie.

[LoryOne]

La creazione del frame è compito del componente software atto a creare il pacchetto di tipo RAW, ossia grezzo.
Il frame creato deve rispettare le specifiche della pila OSI, quindi deve contenere in se i 7 (meglio 4 perchè i livelli interessati sono praticamente accorpati anche se teoricamente distinti) livelli.
Ogni protocollo possiede una struttura specifica inclusa nel frame ed ogni singolo componente la struttura deve rispettare le specifiche di protocollo (valori e dimensioni).
Se si deve utilizzare il protocollo TCP/IP, il frame grezzo conterrà indicazioni riconducibili ad ogni singolo strato appartenente al protocollo in uso (così come per UDP/IP, ecc incluso la porzione referente ethernet) in modo che il ricevente possa identificarne le parti così come sono state create dal trasmittente e gestirle secondo l'applicativo che ne fa uso.
Prova a guardare qui https://www.tutorialspoint.com/ipv4/..._structure.htm come è strutturato il protocollo IP.
Qui come è strutturato TCP http://www.expertsmind.com/questions...-30141669.aspx
Qui http://www.techrepublic.com/blog/lin...-your-network/ come wireshark estrae ogni layer dal pacchetto

[luca2]

Inviato da LoryOne

La creazione del frame è compito del componente software atto a creare il pacchetto di tipo RAW, ossia grezzo.
Il frame creato deve rispettare le specifiche della pila OSI, quindi deve contenere in se i 7 (meglio 4 perchè i livelli interessati sono praticamente accorpati anche se teoricamente distinti) livelli.
Ogni protocollo possiede una struttura specifica inclusa nel frame ed ogni singolo componente la struttura deve rispettare le specifiche di protocollo (valori e dimensioni).
Se si deve utilizzare il protocollo TCP/IP, il frame grezzo conterrà indicazioni riconducibili ad ogni singolo strato appartenente al protocollo in uso (così come per UDP/IP, ecc incluso la porzione referente ethernet) in modo che il ricevente possa identificarne le parti così come sono state create dal trasmittente e gestirle secondo l'applicativo che ne fa uso.
Prova a guardare qui https://www.tutorialspoint.com/ipv4/..._structure.htm come è strutturato il protocollo IP.
Qui come è strutturato TCP http://www.expertsmind.com/questions...-30141669.aspx
Qui http://www.techrepublic.com/blog/lin...-your-network/ come wireshark estrae ogni layer dal pacchetto

ok grazie. Vedo che c'è parecchio da leggere.

ps: un'ultima cosa, ma se non te la senti di rispondere a causa del fatto che la risposta sarebbe troppo imprecisa non fa niente, credimi. Sei stato già fin troppo paziente e cortese:

Ho dato un'occhiata qui:
https://www.tutorialspoint.com/ipv4/ipv4_addressing.htm

in particolare agli indirizzi IP:



Ora considerando quello che hai detto sopra:
"2 - Gli impulsi elettrici devono essere accorpati secondo uno schema prestabilito.." (di nuovo lo so , ma credo che questa sia proprio la base)

Devo immaginare quindi che esista un metodo per distinguere l'intero indirizzo ip dai numeri che lo compongono (192, etc), espressi "fisicamente in bit" altrimenti sarebbe una sequenza interrotta di 01, di segnali elettrici incomprensibili. Voglio dire, prima si identificano i singoli numeri e poi si fa "capire" che bisogna prendere 4 sequenze che rappresentano l'IP.
Sto girando intorno a questa cosa da un bel po'.

[LoryOne]

Dunque:
forse per wireshark è meglio qui: http://www.howtogeek.com/104278/how-...spect-packets/ visto che pensavo io di non aver accesso alle immagini ed invece penso proprio non si vedano.
Non confondiamo le cose: Un IP è un intero lungo, ossia un valore numerico che scomposto in 4 parti identificano un IP nella forma xxx.xxx.xxx.xxx.
Quello che ti ho detto è referito ad identificare dal pacchetto grezzo la struttura dei livelli, visto che tu per primo volevi delucidazini sulla ila OSI ed i protoclli IP e di trasporto.
Qui stiamo parlando di come agisce un applicativo che funziona su un dispositivo di rete sulla base dei dati grezzi presenti nei vari frame che gestisce. se e quando deve gestirli: IPv4 addressing NON E' IPv4 Structure.
Sei andato ben oltre e fuori strada rispetto alla tipologia della domanda che hai posto inizialmente.
Si tratta della famosa "Messa in AND" per identificare se die hosts apprtengono alla stessa sottorete
Se non ho cannato il numero in binario, 192.168.1.152 equivale al numero 1616117964

[luca2]

Ah grazie, quel sito lo conoscevo. Scrivono anche in modo abbastanza comprensibile di solito.
Eh si, hai ragione. In sintesi volevo capire come il sistema comprende il punto in un indirizzo del genere xxx.xxx.xxx.xxx.

Grazie

[LoryOne]

Il computer gestisce solo ed esclusivamente numeri in formato binario: Siamo noi che inventiamo modi più comprensibili per gestire i macchinari che utilizziamo: Ironia della sorte, si vuole che necessariamente noi si debba convertire in linguaggio macchina tutto cio che per noi ha senso e per la macchina no prima che essa la elabori, per poi fargliela rielaborare perchè noi la si comprenda: Suddividere in 4 porzioni ognuna di 8 bit un numero, significa gestire 32 bit di informazione.
Il valore massimo che un byte (8 bit) può raggiungere è 255, ossia 11111111 in binario.
Il valore massimo che si può gestire a 32 bit è 4294967295 (2 elevato alla 32esima potenza meno 1, perchè alla posizione 0 il valore 2 elevato a quella posizione fa 1).
L'architettura di un processore in grado di gestire 16 bit d'informazione, è composta da registri a 16 bit ed ognuno di essi può essere suddiviso in 2 sottoregistri chiamati high e low (L'accumulatore *AX intel x86, ad esempio (ma anche il base BX, il contatore CX, il registro dati DX, ecc) in AH ed AL). La dimensione minima di un registro è ormai da tempo ad 8 bit, quindi su un sistema a 16 bit si poteva suddividere i registri in due da 8...con l'avvento del 32 bit in due da 16 (che scompongono le informazioni gestite in due da 8) e così via.
Il byte (8 bit), quindi, è stato assunto come quantità minima d'informazione gestibile come dato, indirizzo o istruzione; Chiaramente, il bit resta la più piccola in assoluto.

* Nelle architetture a 32 bit x86 intel, AX viene chiamato EAX, ossia Accomulatore esteso.

[luca2]

Inviato da LoryOne

Il computer gestisce solo ed esclusivamente numeri in formato binario: Siamo noi che inventiamo modi più comprensibili per gestire i macchinari che utilizziamo: Ironia della sorte, si vuole che necessariamente noi si debba convertire in linguaggio macchina tutto cio che per noi ha senso e per la macchina no prima che essa la elabori, per poi fargliela rielaborare perchè noi la si comprenda: Suddividere in 4 porzioni ognuna di 8 bit un numero, significa gestire 32 bit di informazione.
Il valore massimo che un byte (8 bit) può raggiungere è 255, ossia 11111111 in binario.
Il valore massimo che si può gestire a 32 bit è 4294967295 (2 elevato alla 32esima potenza meno 1, perchè alla posizione 0 il valore 2 elevato a quella posizione fa 1).
L'architettura di un processore in grado di gestire 16 bit d'informazione, è composta da registri a 16 bit ed ognuno di essi può essere suddiviso in 2 sottoregistri chiamati high e low (L'accumulatore *AX intel x86, ad esempio (ma anche il base BX, il contatore CX, il registro dati DX, ecc) in AH ed AL). La dimensione minima di un registro è ormai da tempo ad 8 bit, quindi su un sistema a 16 bit si poteva suddividere i registri in due da 8...con l'avvento del 32 bit in due da 16 (che scompongono le informazioni gestite in due da 8) e così via.
Il byte (8 bit), quindi, è stato assunto come quantità minima d'informazione gestibile come dato, indirizzo o istruzione; Chiaramente, il bit resta la più piccola in assoluto.

* Nelle architetture a 32 bit x86 intel, AX viene chiamato EAX, ossia Accomulatore esteso.

ah ecco, adesso è un pochino più chiaro. È qualcosa di prestabilito il numero minimo e anche come poi viene messo insieme (l'IP).

Ok ci fermiamo qui. Grazie di tutto.

[borgata]

Inviato da luca2

Non sono un sistemista e non intendo diventarlo (troppo anziano per mettermi a studiare da zero queste materie complesse), però mi sono trovato spesso a dover risolvere problematiche di semplici reti casalinghe - questo campo relativamente limitato mi basta e avanza diciamo così.

Non serve diventare sistemisti per apprendere con un minimo di ordine le basi necessarie a comprendere certi concetti, basta la lettura di un buon testo sull'argomento.
Ciò che stai cercando di fare secondo me ti porta ad avere idee confuse in testa e ad imparare concetti sbagliati (che purtroppo già affiorano da ciò che scrivi), che oltretutto non ti sarebbero utili per la risoluzione dei problemi reali.

Giusto per chiarire una cosa che non mi pare sia molto chiara, una tra le differenze fondamentali tra TCP/IP e ISO-OSI è questa:

TCP-IP è un modello che nasce dal basso, ossia da un'applicazione pratica, e a cui in seguito si è cercato di dare un ordine (non riuscendoci del tutto) suddividendolo in livelli e dando un'ordine ai suoi protocolli.
Il risultato è un modello che funziona bene ma che non rispetta per bene le buone "regole" di progettazione di uno stack di rete.
Il nome di TCP-IP deriva appunto dai suoi due protocolli principali (due dei tanti comunque).

ISO-OSI è al contrario un modello creato a tavolino ("dall'alto"), che doveva essere il modello perfetto. Il risultato pratico è stato invece molto meno perfetto, con un protocollo pesante e con livelli sbilanciati, ma teoricamente ineccepibile.
É tuttavia ancora oggi il modello di riferimento teorico per eccellenza, e la base concettuale per la comprensione e la realizzazione di altri modelli.
Il nome deriva dall'ente di standardizzazione che lo promosse (ISO) e da un acronimo (OSI).

Morale della favola, oggi TCP-IP è il modello più diffuso, ISO-OSI è quasi esclusivamente relegato alla didattica.

[luca2]

Inviato da borgata

Non serve diventare sistemisti per apprendere con un minimo di ordine le basi necessarie a comprendere certi concetti, basta la lettura di un buon testo sull'argomento.
Ciò che stai cercando di fare secondo me ti porta ad avere idee confuse in testa e ad imparare concetti sbagliati (che purtroppo già affiorano da ciò che scrivi), che oltretutto non ti sarebbero utili per la risoluzione dei problemi reali.

Giusto per chiarire una cosa che non mi pare sia molto chiara, una tra le differenze fondamentali tra TCP/IP e ISO-OSI è questa:

TCP-IP è un modello che nasce dal basso, ossia da un'applicazione pratica, e a cui in seguito si è cercato di dare un ordine (non riuscendoci del tutto) suddividendolo in livelli e dando un'ordine ai suoi protocolli.
Il risultato è un modello che funziona bene ma che non rispetta per bene le buone "regole" di progettazione di uno stack di rete.
Il nome di TCP-IP deriva appunto dai suoi due protocolli principali (due dei tanti comunque).

ISO-OSI è al contrario un modello creato a tavolino ("dall'alto"), che doveva essere il modello perfetto. Il risultato pratico è stato invece molto meno perfetto, con un protocollo pesante e con livelli sbilanciati, ma teoricamente ineccepibile.
É tuttavia ancora oggi il modello di riferimento teorico per eccellenza, e la base concettuale per la comprensione e la realizzazione di altri modelli.
Il nome deriva dall'ente di standardizzazione che lo promosse (ISO) e da un acronimo (OSI).

Morale della favola, oggi TCP-IP è il modello più diffuso, ISO-OSI è quasi esclusivamente relegato alla didattica.

Ah lo so che non bisogna essere necessariamente un sistemista per apprendere dei concetti e risolvere problemi pratici, in caso contrario non ci avrei nemmeno messo mano alle reti locali, come continuo a fare e spesso cavandomela benino pure (un pochino ad intuito diciamo :-)).
Pensavo solo che era giunto il momento di affrontare un po' di teorie e logiche su cui si basa il "prodotto finale", e quelle se vuoi capirle bene ti servono delle basi che io non ho.
Sono aperto a tutti i consigli. Cosa mi suggerisci di studiare che potrebbe essermi subito e praticamente utile in materia di reti locali?

Grazie