TECH INSIGHT
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- ELETTRONICA OGGI 439 - SETTEMBRE 2014
NETWORK PROTOCOL
livello di trasporto (3, Transport Layer) definisce le
modalità di negoziazione dei trasferimenti ossia le
segnalazioni di attivazione, indirizzamento e conclusione
dei collegamenti che possono avvenire nelle modalità
TCP, UDP o ICMP e che indirizzano univocamente i
pacchetti alla loro destinazione. Sono, dunque, il secondo
e il terzo livello che costituiscono e denominano il modello
TCP/IP, oltre al quale rimane ancora il quarto livello delle
applicazioni (4, Application Layer) che accomuna il quinto,
il sesto e il settimo dell’ISO/OSI e descrive le modalità di
comando, controllo, codifica, compressione e crittografia
dei messaggi nonché le procedure per la segnalazione
e la risoluzione delle eventuali problematiche di rete.
A questo livello si trovano i linguaggi noti come FTP,
HTTP, IMAP, POP e SMTP. In pratica, l’SMTP interpreta il
messaggio dell’utente e genera un pacchetto
SDU (Service Data Unit) per il TCP, il quale
vi aggiunge un’intestazione PCI (Protocol
Control Information) e forma un pacchetto PDU
(Protocol Data Unit) che viene inserito come
SDU dentro al pacchetto IP appena dopo la
sua intestazione. A questo livello i pacchetti IP
possono essere trasferiti e in ricezione avviene
esattamente il contrario spacchettando il
contenuto SDU dell’IP si trova il PDU del TCP
dentro al quale l’SMTP può estrarre il contenuto
SDU da cui riottiene il messaggio originale.
Nelle intestazioni IP si trovano subito 4 bit che
indicano la versione e hanno valore 4 per IPv4
e 6 per IPv6, poi ci sono 4 bit IHL che indicano
la lunghezza dell’intestazione, 8 bit TOS per
il tipo di servizio e il suo grado di priorità, 16
bit che indicano la lunghezza totale dell’intero pacchetto
comprendendo l’intestazione e i dati, 16 che indicano se il
pacchetto è un frammento di un pacchetto più grande e in
quale posizione si trova, altri 16 per descrivere se e come
ricomporre i frammenti in un unico pacchetto, 8 bit di Time
To Live che indicano quanto tempo può sopravvivere un
pacchetto senza essere recapitato, 8 bit che descrivono se
il protocollo assegnato è TCP o di un altro tipo, 16 di header
checksum per il controllo degli errori nell’intestazione e
finalmente 32 bit per l’indirizzo del router di partenza e altri
32 per l’indirizzo del router di destinazione, cui seguono i
dati ovvero l’informazione utile (o carico pagante, payload).
Dato che con 32 bit il numero degli indirizzi disponibili è
di 232 ossia circa 4,3 miliardi e considerando che i router
sono enormemente più numerosi dei terminali host, più
recentemente è stato concepito l’IPv6 dove i bit per gli
indirizzi di partenza e destinazione dei router diventano
128 e quindi si sale a circa 3,4·1038. Nelle intestazioni
IPv6, inoltre, si semplifica la prima parte e dopo i 4 bit della
versione e prima dei 256 bit per gli indirizzi ora si trovano
8 bit per la classe di traffico che definisce la priorità del
pacchetto, 20 bit di Flow Label che indicano se il pacchetto
fa parte di un flusso di pacchetti, 16 bit per indicare la
lunghezza dei dati che seguono l’intestazione, 8 bit di Next
Header che indicano il tipo di protocollo e 8 bit di Hop Limit
che equivale al Time To Live precedente e indica il numero
massimo di salti ammessi senza arrivare a destinazione.
Il protocollo TCP descrive a più alto livello le modalità di
trasferimento dei bit fra i nodi della rete e perciò dentro
ogni pacchetto IP si trova un pacchetto TCP, nella cui
intestazione vi sono 16 bit che definiscono l’indirizzo del
terminale di partenza, altri 16 per l’indirizzo del terminale
di destinazione, 32 bit di sequenza che posizionano il
segmento all’interno di un flusso formato da un gruppo di
altri segmenti, altri 32 di riscontro (Acknowledgment) che
servono a confermare l’avvenuto trasferimento o altrimenti
a comandare la ripetizione della trasmissione e 64 bit di
controllo, segnalazione e verifica sulla correttezza del
trasferimento. Poi ci sono 64 bit per i dati che sono a loro
volta dei pacchetti PDU composti dalle informazioni PCI
specifiche del protocollo e dai pacchetti SDU generati e
inseriti dai livelli più in alto.
La relativa complessità della struttura di controllo basata
sull’annidamento dei pacchetti è caratteristica delle
connessioni Internet nelle quali si privilegia l’affidabilità
della rete per essere sicuri che tutti i pacchetti possano
partire, viaggiare e prima o poi arrivare a destinazione
qualsiasi cammino percorrano e qualora non siano
recapitati possa essere garantito il ripristino del
trasferimento dal punto in cui è stato interrotto oppure
ripetuto del tutto senza margini di errore.
Q
Fig. 2 – La gerarchia basata sull’annidamento dei pacchetti su più livelli serve a garantire che i
trasferimenti Internet siano esenti da errori
