Il modello ISO OSI, la base del networking

Il networking non esisterebbe senza il modello ISO OSI. Il dizionario ci insegna che il networking (o più semplicemente rete), in informatica, è sistema di collegamento in rete di più elaboratori e utenti, comprendente le piattaforme, i sistemi operativi, i protocolli e le architetture di rete. Una definizione, che in un primo momento, non dovrebbe suscitare alcun dubbio, ma…

Come comunicano tra loro le diverse componenti?

Per capire cosa si nasconde dietro ad un clic, è necessario comprendere la struttura logica alla base del funzionamento di una rete. In questo articolo spiegheremo in modo semplice e sintetico il modello ISO OSI, da cui prende forma l’affascinante mondo del networking.

Il modello ISO OSI in dettaglio

Il modello è stato adottato per la prima volta 1978. In quegli anni le reti di computer erano chiuse, cioè erano in grado di comunicare solo con apparati dello stesso produttore. Con la diffusione di Internet, cresceva la necessità di comunicare con sistemi aperti e quindi di avere degli standard comuni applicabili su reti sempre più ampie e complesse. Il modello ISO/OSI risponde proprio a questa esigenza: per la prima volta, si guarda all’interoperabilità dei prodotti.

La comunicazione tra due dispositivi può sembrare banale, ma dietro l’invio di un messaggio si nascondono numerose operazioni che si svolgono in tempi rapidissimi. Il modello ISO/OSI – conosciuto anche come pila ISO/OSI – è organizzato in 7 livelli gerarchici, che comunicano tra loro tramite un’interfaccia.

Ogni livello fornisce servizi al livello superiore e si dividono in livelli di trasporto (media layers) e livelli di applicazione (host layers).

Prima di approfondire la questione dei livelli, è bene ricordare che:

• La rete può essere paragonata all’insieme “strade” che consentono il trasporto di informazioni da un punto ad un altro della rete (per dirla meglio, tra una sorgente e un destinatario);
• Le informazioni scambiate in rete – sia voce che dati – sono contenute in pacchetti di dati, che per essere spediti devono essere “impacchettati” correttamente e poi “spacchettati” dal destinatario per essere letti. A questo proposito, è importante che i pacchetti siano disposti secondo un certo ordine, per consentire a chi li riceve di leggere correttamente il messaggio.

I 7 livelli del modello ISO OSI

L’esempio migliore per spiegare il funzionamento del modello è quello della figura qui sotto, in cui si ipotizza la spedizione di una lettera da un’azienda ad un’altra.

Livello 1 – Fisico

Supponiamo che siano già state compiute tutte le azioni che vanno dalla numero 7 alla numero 1 nella parte sinistra della figura: l’addetto postale ha appena caricato il pacco contenente la lettera da spedire sul furgone, che deve ora raggiungere l’ufficio postale di zona per recapitare il messaggio.

Come avviene il trasferimento?

Avviene grazie ai protocolli che regolano la trasmissione dei dati tra i due nodi della rete. Qui i bit (l’unità fondamentale dei dati) contenuti in un pacchetto si trasformano in un segnale fisico adatto per il mezzo di trasmissione. Questo segnale può essere trasmesso solo mediante un filo di rame, fibra ottica o per via aerea. I protocolli comuni regolano la comunicazione con il mezzo di trasmissione.

Grazie a protocolli comuni, che potrebbero essere paragonati alle regole di convenzione per regolare gli scambi postali, l’ufficio postale di zona riceve la lettera.

Livello 2 – Collegamento

In questo livello, l’addetto postale apre le scatole e raggruppa le lettere provenienti da diversi uffici postali.

I nostri dati, trasferiti sotto forma di segnale fisico, vengono riorganizzati in pacchetti per viaggiare lungo la dorsale di comunicazione. Il secondo livello ordina i pacchetti e li modifica in modo che abbiano un’intestazione (header – l’inizio del messaggio) e una coda (tail – la fine del messaggio).

È importante sapere che per ogni pacchetto ricevuto il destinatario trasmette al mittente una conferma di ricevuta (segnale di acknowledgement – ACK), facendo così capire al mittente quali pacchetti siano o meno arrivati a destinazione. Nel caso di pacchetti mal trasmessi (corrotti o incompleti) o persi, il mittente deve occuparsi della loro ritrasmissione.

Livello 3 – Rete

L’addetto ordina le lettere e le distribuisce ai diversi destinatari. A questo livello i pacchetti di dati hanno raggiunto la rete Internet e vengono spediti ai dispositivi: ogni dispositivo viene rintracciato tramite un indirizzo IP univoco.

L’attività di spedizione è chiamata routing (o instradamento) e individua il percorso di rete ottimale da utilizzare per la consegna dei pacchetti. Fisicamente, il responsabile di questa funzione è proprio il router.  In caso di comunicazioni tra due reti diverse, il livello di rete si occupa anche della conversione dei dati. Ai pacchetti di dati contenenti le informazioni della nostra lettera, si aggiunge un network header, che comprende le informazioni sul routing e il controllo del flusso di dati.

Livello 4 – Trasporto

È il livello intermedio che si occupa del trasporto fisico dei dati. La lettera viene ritirata e trasportata verso l’azienda a cui abbiamo spedito il messaggio.

A questo punto i protocolli stabiliscono tutto ciò che riguarda la connessione tra i due sistemi (sorgente e destinatario). Ai nostri dati viene aggiunto un ulteriore pacchetto, il transport header, che contiene le informazioni relative all’assegnazione dei pacchetti alle applicazioni di pertinenza (nel nostro esempio: a quale azienda e a quale ufficio deve essere recapitata la lettera).

L’obiettivo del livello di trasporto è garantire che i pacchetti arrivino nell’ordine corretto senza alcun errore o perdita di dati. Infatti, i protocolli gestiscono la connessione (che non deve durare più dello stretto necessario per evitare di congestionare la rete) e controllano il sovraccarico dei router di rete (evitando che troppi pacchetti di dati arrivino allo stesso router nello stesso momento).

Livello 5 – Sessione

È detto anche livello di comunicazione perché si occupa di gestire l’intero processo di trasmissione dei dati tra i sistemi che fanno parte della comunicazione (sorgente e destinatario). Questo processo è chiamato sessione. In questa fase si verifica che il significato del messaggio non venga deformato. Per il controllo della comunicazione, questo layer incorpora ulteriori informazioni ai nostri dati aggiungendo un pacchetto chiamato session header.

La nostra lettera è stata appena aperta dalla segretaria in azienda ed è stata letta per capire a chi deve essere indirizzata.

Livello 6 – Presentazione o Traduzione

La segretaria avvisa il manager che è arrivata una lettera e la traduce in modo che il manager possa leggerla facilmente.

I protocolli appartenenti a questo layer consentono di trasformare i dati in un formato standard tramite la crittografia e la formattazione. Viene definito come il modo in cui dovrebbero apparire i pacchetti di dati che compongono la lettera. Per questo motivo, viene aggiunto al pacchetto un presentation header, che contiene informazioni su come l’e-mail deve essere codificata.

Livello 7 – Applicazione

Questo livello è il più “vicino” all’utente finale e opera direttamente sui software come browser o programmi di posta elettronica. Le funzioni tipiche di questi protocolli che interagiscono con i software sono l’identificazione dei partner nella comunicazione, l’identificazione delle risorse disponibili e la sincronizzazione della comunicazione.

A questo punto, grazie all’ultimo livello, il manager può leggere il messaggio inviato dalla prima azienda.

Ora conosci il funzionamento di una rete e siamo sicuri che questo ti aiuterà ad essere più consapevole di quello che serve alla tua azienda per comunicare meglio. Se sei curioso, scopri le nostre soluzioni di rete!