▷ Modello Osi: cos'è e a cosa serve

In questo articolo proveremo a definire in dettaglio quale sia il modello OSI. Nonostante il modello di rete utilizzato nelle reti locali non coincida teoricamente con questo modello di comunicazione, hanno molte caratteristiche proprie. Inoltre, dobbiamo tenere presente che ciò varia a seconda delle diverse topologie di rete utilizzate soprattutto negli ambienti aziendali e nelle grandi aziende. Ciò che il modello OSI intende è che comprendiamo in modo standardizzato i diversi livelli di comunicazione.

Indice dei contenuti

Attualmente abbiamo sempre la costruzione di modelli standardizzati per diversi aspetti del nostro ambiente. Lo vediamo più chiaramente nei protocolli di telecomunicazione tra macchine. La standardizzazione è necessaria per un ambiente in cui vi sono un gran numero di reti e tipi di macchine connesse, per non parlare del gran numero di operatori di telecomunicazioni esistenti sul mercato.

Un esempio di questo è il modello proposto dall'ISO, questo è stato fondamentale per raggiungere precisamente lo sviluppo di queste comunicazioni tra una moltitudine di elementi che sono sostanzialmente totalmente diversi l'uno dall'altro. Vediamo ora in dettaglio i suoi principali punti di interesse.

Qual è il modello OSI

Il modello OSI è stato sviluppato nel 1984 dall'organizzazione ISO (International Organization for Standardization). Questo standard perseguiva l'ambizioso obiettivo di riuscire a interconnettere un sistema di diversa origine in modo che questo potesse scambiare informazioni senza alcun tipo di impedimento a causa dei protocolli con i quali operavano a modo loro secondo il loro produttore.

Il modello OSI è composto da 7 livelli o livelli di astrazione. Ognuno di questi livelli avrà le proprie funzioni in modo che insieme possano raggiungere il loro obiettivo finale. Proprio questa separazione in livelli rende possibile l'intercomunicazione di protocolli diversi concentrando funzioni specifiche ad ogni livello operativo.

Un'altra cosa da tenere a mente è che il modello OSI non è la definizione di una topologia o un modello di rete in sé. Né specifica né definisce i protocolli utilizzati nella comunicazione, poiché sono implementati indipendentemente da questo modello. Ciò che OSI fa davvero è definire la loro funzionalità per raggiungere uno standard.

I livelli di cui è composto il modello OSI sono:

Tipi di servizio

Il modello OSI stabilisce i due tipi base di servizio esistenti per le telecomunicazioni:

• Con connessione: è necessario stabilire prima una connessione attraverso un circuito per scambiare informazioni. Un tipo di comunicazione con connessione è il telefono, sia mobile che fisso. Nessuna connessione: per inviare o ricevere informazioni non è necessario stabilire un circuito. Il messaggio viene inviato con un indirizzo di destinazione e arriverà il più rapidamente possibile, ma non necessariamente ordinato. Un tipico esempio è l'invio di e-mail.

Concetti e terminologia utilizzati nel modello OSI

Per parlare di OSI dobbiamo anche conoscere termini diversi che sono direttamente correlati ad esso. In caso contrario, comprenderemmo molti dei concetti del modello.

sistema

È l'elemento fisico in cui viene applicato il modello. È l'insieme di macchine fisiche di vario genere che, connesse, sono in grado di trasferire informazioni

modello

Un modello aiuta a definire una struttura insieme a una serie di funzioni che il sistema di telecomunicazioni svolgerà. Un modello non fornisce la definizione di come dovrebbe essere implementata una rete di telecomunicazioni, ma definisce solo quale dovrebbe essere la procedura standard per lo scambio di informazioni.

livello

È un insieme di funzioni specifiche per facilitare la comunicazione raggruppata in un'entità che a sua volta è correlata sia a un livello inferiore che a un livello superiore.

Le interazioni tra i livelli sono chiamate primitive e possono essere prompt, risposte, richieste o conferme. Ogni livello ha queste caratteristiche:

• Ogni livello è progettato per eseguire funzioni specifiche. Quando dovremo implementare determinate funzioni sulla rete, applicheremo il livello corrispondente a queste funzioni, ciascuno dei quali è correlato ai livelli precedente e successivo sulla scala di astrazione. Ottiene i dati dal livello inferiore e li fornisce al livello superiore Ogni livello contiene servizi indipendenti dall'implementazione pratica I limiti devono essere stabiliti per ciascun livello purché garantiscano il flusso di informazioni tra di essi

Funzione o algoritmo

È un insieme di istruzioni correlate tra loro in modo che, attraverso stimoli di input (argomenti), produca determinati output (output).

Livelli OSI

Operazione di base

Ora dobbiamo parlare dei sette livelli stabiliti dallo standard di comunicazione OSI. Ognuno di questi livelli avrà le proprie funzioni e protocolli che funzioneranno per comunicare con altri livelli.

I protocolli di ogni livello comunicano con le loro controparti o colleghi, ovvero il loro protocollo situato all'altra estremità della comunicazione. In questo modo, altri protocolli di altri livelli non avranno influenza.

Per stabilire il flusso di informazioni, la macchina di origine invia le informazioni che si discosteranno dallo strato più superficiale allo strato fisico. Quindi nella macchina di destinazione il flusso raggiungerà questo strato fisico e salirà allo strato più superficiale che esiste.

Inoltre, ogni livello funziona indipendentemente dagli altri, se necessario conoscere il funzionamento degli altri livelli. In questo modo ognuno è modificabile senza influenzare gli altri. Ad esempio, se vogliamo aggiungere un'apparecchiatura fisica o una scheda di rete, ciò influenzerà solo il livello che controlla questi dispositivi.

I livelli possono essere divisi in due gruppi, quelli orientati alla rete e quelli orientati all'applicazione.

Livelli OSI orientati alla rete

Questi livelli sono responsabili della gestione della sezione fisica della connessione, come stabilire la comunicazione, instradarla e inviarla

Livello 1: fisica

Questo livello si occupa direttamente degli elementi fisici della connessione. Gestisce le procedure a livello elettronico in modo tale che la stringa di bit di informazione viaggi dal trasmettitore al ricevitore senza alcuna modifica.

• Definisce il mezzo di trasmissione fisico: cavi a doppino intrecciato, cavo coassiale, onde e fibre ottiche Gestisce segnali elettrici e trasmette bit stream Definisce le caratteristiche di materiali come connettori e livelli di tensione

Alcuni standard relativi a questo livello sono: ISO 2110, EIA-232, V.35, X.24, V24, V.28

Livello 2: collegamento dati

Questo livello ha il compito di fornire i mezzi funzionali per stabilire la comunicazione degli elementi fisici. Si occupa dell'instradamento fisico dei dati, dell'accesso al supporto e in particolare del rilevamento di errori nella trasmissione.

Questo livello crea i frame di bit con le informazioni e anche altri elementi per controllare che la trasmissione venga eseguita correttamente. L'elemento tipico che svolge le funzioni di questo livello è lo switch o anche il router, che è responsabile della ricezione e dell'invio dei dati da un trasmettitore a un ricevitore

I protocolli più noti per questo collegamento sono IEEE 802 per connessioni LAN e IEEE 802.11 per connessioni WiFi.

Livello 3: rosso

Questo livello è responsabile dell'identificazione del routing tra due o più reti connesse. Questo livello consentirà ai dati di arrivare dal trasmettitore al ricevitore, essendo in grado di effettuare la commutazione e il routing necessari per l'arrivo del messaggio. Per questo motivo, è necessario che questo livello conosca la topologia della rete in cui opera.

Il protocollo più noto che lo fa è IP. Ne troviamo anche altri come IPX, APPLETALK o ISO 9542.

Livello 4: trasporto

Questo livello ha il compito di trasportare i dati trovati all'interno del pacchetto di trasmissione dall'origine alla destinazione. Questo viene fatto indipendentemente dal tipo di rete rilevata dal livello inferiore. L'unità di informazioni o PDU vista in precedenza, la chiamiamo anche Datagram se funziona con il protocollo UPD orientato all'invio senza connessione o Segmento, se funziona con il protocollo TCP orientato verso la connessione.

Questo livello funziona con porte logiche come 80, 443, ecc. Inoltre, è lo strato principale in cui deve essere fornita una qualità sufficiente in modo che la trasmissione del messaggio venga eseguita correttamente e con le esigenze dell'utente.

Livelli OSI orientati all'applicazione

Questi livelli funzionano direttamente con le applicazioni che richiedono servizi di livello inferiore. Ha il compito di adattare le informazioni in modo che siano comprensibili dal punto di vista di un utente, attraverso un'interfaccia e un formato.

Livello 5: Sessione

Attraverso questo livello, il collegamento tra le macchine che trasmettono informazioni può essere controllato e mantenuto attivo. Ciò garantirà che, una volta stabilita la connessione, venga mantenuta fino al termine della trasmissione.

Sarà responsabile della mappatura dell'indirizzo di sessione che l'utente inserisce per passarli agli indirizzi di trasporto con cui lavorano i livelli inferiori.

Livello 6: Presentazione

Come suggerisce il nome, questo livello è responsabile della rappresentazione delle informazioni trasmesse. Garantirà che i dati che raggiungono gli utenti siano comprensibili nonostante i diversi protocolli utilizzati sia in un ricevitore che in un trasmettitore. Traducono una serie di caratteri in qualcosa di comprensibile, per così dire.

Questo livello non funziona con il routing o i collegamenti dei messaggi, ma è responsabile del lavoro con il contenuto utile che vogliamo vedere.

Livello 7: Applicazione

Questo è l'ultimo livello e ha il compito di consentire agli utenti di eseguire azioni e comandi nelle proprie applicazioni come un pulsante per inviare un'e-mail o un programma per inviare file tramite FTP. Permette anche la comunicazione tra il resto degli strati inferiori.

Un esempio del livello applicazione può essere il protocollo SMTP per l'invio di e-mail, programmi di trasmissione di file FTP, ecc.

Entità dati nel modello OSI

È un elemento che elabora le informazioni in un sistema aperto per applicarle a determinate funzioni. In questo caso, proverà a elaborare le informazioni per il suo scambio tra macchine. Un processo consiste in:

• Service access point (SAP): luogo in cui ogni livello trova i servizi del livello appena sotto Interface Data Unit (IDU): blocco di informazioni che un livello passa a un livello inferiore Unità dati del protocollo (N-PDU): pacchetti di informazioni che contengono le informazioni che si intende inviare sulla rete. Queste informazioni saranno divise e composte da un'intestazione che trasporta informazioni di controllo. Queste informazioni vengono scambiate tra due entità che appartengono allo stesso livello in luoghi diversi. Service Data Unit (SDU): ogni IDU è costituita da un campo informazioni per il controllo dell'interfaccia (ICI) e un altro campo con informazioni con informazioni di rete (SDU). Una SDU di livello n rappresenta la PDU di livello n + 1, quindi n + 1-PDU = n-SDU

Graficamente potrebbe essere rappresentato come segue:

Processo di trasmissione dei dati nel modello OSI

Vediamo ora come funzionano i layer del modello OSI nella trasmissione dei dati.

1. Il livello applicazione riceverà il messaggio dall'utente Il messaggio si trova nel livello applicazione. Questo livello aggiunge un'intestazione ICI ad esso per formare la PDU del livello applicazione e viene rinominato IDU. Ora vai al livello successivo Il messaggio si trova ora nel livello di presentazione. Questo livello aggiunge la propria intestazione e viene trasferito al livello successivo. Il messaggio è ora nel livello sessione e la procedura precedente viene ripetuta di nuovo. I livelli fisici vengono quindi inviati. Nei livelli fisici il pacchetto verrà indirizzato correttamente al destinatario. Quando il messaggio raggiunge il destinatario, ogni livello rimuove l'intestazione che il suo livello approvato ha posto per trasmettere nel messaggio. Ora il messaggio raggiunge il livello applicazione della destinazione da consegnare al comprensibile dall'utente

Questo conclude il nostro articolo sul modello OSI

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