GLI STRATI

L'organizzazione interna di una rete di telecomunicazioni segue gli stessi criteri razionali che sono propri di un qualsiasi altro sistema di comunicazione il quale è costituito essenzialmente da un emittente e da un ricevente:

 

Emittente   <---->  Ricevente

 

L'emittente ed il ricevente sono due singole persone o due dispositivi nei casi più semplici. In quelli più complessi l'emittente accorpa una serie di operatori e così pure il ricevente. Per chiarirlo utilizziamo un esempio assai vicino alla nostra comune esperienza.

Supponiamo che il sign. X sia il direttore di una azienda o di una scuola, il quale vuole inviare un messaggio al sign. Y suo collega. Egli scrive il testo che passa alla segretaria la quale prepara e consegna la busta alle Poste. Queste danno il plico alle Ferrovie che si incaricano di spostarlo fisicamente fino alla città di arrivo. In questa località le Poste prendono in carico la busta che viene recapitata alla segretaria del sign. Y. Lei apre la busta e la dà al sign. Y il quale legge il testo:

 

esempio manuale di modello a strati

 

Dunque il sistema è formato da una serie di elementi corrispettivi: trasmittenti e riceventi i quali seguono un ordine molto preciso.  In sigla diciamo che la sequenza T1, T2, T3, T4 colloquia con la sequenza inversa R4, R3, R2, R1 in ricezione. Ogni strato è costituito da una coppia trasmittente/ ricevente che ha responsabilità proprie e non si cura di altro. Avvia e chiude le stesse operazioni, compila e controlla gli stessi particolari senza perdere energie in altre direzioni. Ad esempio X ed Y si interessano soltanto dei contenuti. La segretaria di Y controlla il destinatario scritto dalla segretaria di X ma non il contenuto che e' proprio del superiore. Le Poste curano solo la raccolta ed il recapito, infine le Ferrovie si incaricano del trasporto tra le città. Ogni funzione in ricezione opera in armonia con la rispettiva funzione nella fase di invio. 

Questa precisa ed ordinata organizzazione si ripete per ogni coppia di nodi e fà appunto la rete a strati.

Quali sono i suoi vantaggi ?

Il primo è la precisa distribuzione dei compiti che appare in tutta evidenza. Ogni strato assolve il proprio lavoro e basta. Il secondo vantaggio è l'autocontrollo. Ogni ricevente, prima di affrontare il suo lavoro, effettua controlli preliminari. Non soltanto verifica il lavoro dell'emittente che a lui corrisponde, ma verifica anche lo strato inferiore che gli ha passato il lavoro. Se ha sbagliato, se ne accorge subito e glie ne chiede riparazione. Facciamo il caso che le Ferrovie invece di portare la busta nella città di Y, per errore la consegnino in un'altra città. Si rischierebbe di perdere completamente il messaggio oppure di effettuare un affannoso recupero. Invece le Poste della città sbagliata controllano il sacco postale, senza neppure aprirlo, scoprono l'errore. Lo riconsegnano alle Ferrovie che provvedono alla corretta consegna:

 

autocontrollo negli strati

 

In sostanza il sistema si autocorregge con grande immediatezza. Ogni difetto viene sanato subito senza disturbare tutta l'organizzazione e senza portare danni a catena che sarebbero irreparabili.

La rete a strati, ovvero le coppie ordinate di emittenti/ riceventi, è il preciso e razionale assetto di tutti i sistemi di telecomunicazione. Le reti unipolari e multipolari, gerarchiche e non-gerarchiche sono fatte così. Il modello a strati non è una metafora colorita, ma è una regola universale per tutte le reti.

 

Internet è formata da 5 strati.

 

gli strati entro internet

 

i quali si chiamano:
  • strato applicativo
  • strato del trasporto (o TCP)
  • strato di internetwork (o IP)
  • strato del collegamento
  • strato fisico

 

Internet collega due utenti che giocano sempre il ruolo di cliente e servente. Questi sono computers che nel primo strato hanno i programmi applicativi. Ad esempio, quando uso la posta elettronica il mio personal e' il client del mail-server che supponiamo si chiami InfoStrada (oppure Olidata, Virgilio o un'altro ancora). Nel primo strato c'e' il mio programma di posta elettronica, ad esempio Eudora (piuttosto che LotusNotes o altro). E' il programma applicativo dal lato cliente mentre il programma-servente e' posseduto da InfoStrada. Il mio  programma email chiede di spedire una lettera o di archiviarla, l'altro esegue. Essi cooperano ed in questo modo obbediscono al modello a strati.  

Saltiamo all'ultimo strato formato dalle linee, dai cavi, dagli amplificatori e da tutti quei dispositivi elettronici che si incaricano del trasporto fisico dei messaggi. Questo lavoro, compiuto mediante hardware, è abbastanza intuitivo. Ad esempio un emettitore riceve una sequenza di bit e li rispedisce tali e quali. L'emittente ed il ricevente di questo strato curano soltanto i parametri fisici della trasmissione che sono valori elettrici, magnetici, meccanici ecc.

Più complessi sono i tre strati intermedi i quali sono affidati talora a circuiti hardware, talora a programmi software, talora ad ambedue, e richiedono nozioni tecniche approfondite. I più comuni programmi di trasporto e di internetwork dal lato client sono inclusi nel sistema operativo. Ad esempio, Windows e Linux comprendono alcuni di questi programmi che coadiuvano Eudora piuttosto che LotusNotes. I tre strati intermedi si incaricano dello smistamento dei dati nella rete ed i loro algoritmi sono regolati dal famoso protocollo TCP/IP considerato l'"anima" di Internet.  

 

Come possono gli strati collaborare? Quale strumenti utilizzano?

Riprendiamo il processo umano che comincia con la lettera del signor X. La segretaria aggiunge la busta con l'indirizzo. Le Poste mettono questa in un sacco postale con sopra la città di destinazione. Le ferrovie mettono i sacchi in un contenitore o in un vagone. Ogni strato, in fase di invio, prepara una sua propria informazione che verrà letta e verificata dal corrispettivo ricevente. Con lo stesso metodo lavorano gli strati di Internet. Ogni emittente aggiunge al messaggio iniziale appropriate informazioni le quali saranno controllate dal suo corrispondente in arrivo. Tecnicamente si dice che ogni strato ha una sua testata o header i cui contenuti sono strettamente attinenti alle sue responsabilità.  

 

Come esempio facciamo il caso che il mio personal mostri a video una pagina web della BancaK. Dopo aver immesso il nome e cognome, chiedo informazioni sul mio conto bancario.
Il mio computer è il client, mentre BancaK ha il server. Netscape è il mio programma applicativo il quale, a seguito della richiesta, chiede all'applicativo del server di caricare il programma H che fornirà i dati del mio conto bancario. Al messaggio iniziale contenente i dati personali, Netscape aggiunge, tra le altre cose, la richiesta di H che mette nella prima testata (= testata-applicativa):

 

|--t--appl--|--messaggio--|

 

Lo strato successivo aggiunge il codice dell'applicazione bancaria così che all'arrivo il programma H possa essere ritrovato. In gergo questo codice si chiama "porta" (vedi relaticacollocazione del  software :

 

|--t--tcp--|--t--appl--|--messaggio--|

 

Alla testata-tcp, lo strato successivo aggiunge l'indirizzo IP del server cui la richiesta viene indirizzata:

 

|--t--ip--|--t--tcp--|--t--appl--|--messaggio--|

 

Anche lo strato di collegamento appone una sua testata la quale può essere molto complicata. Infatti se il messaggio è lungo e viene spezzato in parti, lo strato mette i codici per la ricomposizione. L'ultimo strato, quello fisico, non mette una testata, ma aggiunge appositi bit di inizio e di fine in modo che il corrispettivo ricevente possa verificare l'integrità fisica del tutto. Complessivamente esso sposta una struttura del genere

 

||--t--coll--|--t--ip--|--t--tcp--|--t--appl--|--messaggio--||

All'arrivo, il primo ricevente controlla se il pacchetto è fisicamente integro. Lo strato successivo controlla la testata-coll, quello seguente legge e verifica se l'indirizzo IP è giusto, cioè se il pacchetto è giunto a destinazione oppure era diretto da un'altra parte. Lo strato tcp interpreta il codice dell'applicazione così da accedere quella giusta nel server della banca. Infine l'ultima testata serve per lanciare il programma H.

Ovviamente la nostra illustrazione è assai semplificatoria nel numero dei particolari. E' pero' rigorosa nel mostrare come ogni ricevente lavora con i dati del suo corrispettivo emittente con una precisione ed un'ordine assoluti. Essi infatti garantiscono il funzionamento di Internet in tutto il mondo. 

 

 

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