Si definisce “protocollo” una serie di regole e convenzioni alle quali ci si attiene per effettuare una comunicazione.

Il Tcp/Ip (Transport Control Protocol / Internet Protocol) è una suite di protocolli implementata per interconnettere reti di calcolatori. Nel modello OSI/ISO fa parte del 3° e 4° livello (Rete e Trasporto).
Fa da tramite tra tra i livelli 1° e 2° e i livelli 5° 6° e 7°.

Fra i numerosi protocolli che compongono tale suite prendiamo in considerazione i cinque fondamentali: HTTP, POP3, SMTP, NNTP, FTP.

HTTP (Hyper Text Transfer Protocol): è il protocollo utilizzato per la navigazione in Internet e consente l’utilizzo dell’ipertesto.

POP3 (Post Office Protocol 3): è il protocollo della posta in arrivo, necessario per verificare la ricezione di nuove e-mail.

SMTP (Simple Mail Transfer Protocol): è il protocollo della posta in uscita, necessario per l’invio di ciascuna e-mail.

NNTP (Network News Transfer Protocol): è il protocollo utilizzato per il funzionamento dei gruppi di discussione (newsgroups).

FTP (File Transfer Protocol): è il protocollo che consente il trasferimento dei file.

Il Tcp/Ip è definito protocollo “a commutazione di pacchetto” perché ogni singola unità di dati, prima di essere inviata da un punto all’altro, viene frazionata in singoli pacchetti di dati. Ciascuno di tali pacchetti include, oltre al contenuto dei dati da trasportare, l’indirizzo del computer mittente e quello del destinatario.

Il Tcp è il protocollo di rete per eccellenza, poiché detta le regole per il corretto instradamento dei pacchetti di dati lungo tutta la rete. Esso permette, in sostanza, che le informazioni partano da un mittente e giungano regolarmente ad un destinatario. I dati vengono suddivisi in gruppi elementari, chiamati pacchetti, i quali viaggiano autonomamente nella rete.

Il Tcp assicura che tutti i pacchetti inviati ad un computer remoto arrivino a destinazione. Esso si occupa non solo di spezzettare in datagrammi i dati da inviare, ma anche di riassemblare i datagrammi ricevuti e di richiedere il reinvio dei pacchetti di dati, qualora questi siano andati perduti durante il trasporto.

L’ Ip coordina il percorso dei pacchetti di dati che viaggiano in una rete procedendo all’instradamento degli stessi. In altre parole, esso consente di individuare il computer al quale si intende recapitare il pacchetto dati. L’Ip è un protocollo senza connessione e, in quanto tale, non garantisce l’effettiva consegna dei pacchetti. Inoltre non assicura che il loro ordine di partenza sia rispettato all’arrivo.

Dunque, mentre l’Ip si limita a spedire rapidamente i dati che gli arrivano senza preoccuparsi troppo se qualcosa va male, il Tcp si occupa invece di verificare che l’informazione inoltratagli arrivi correttamente a destinazione. In altre parole, attraverso il Tcp i dati vengono trasmessi sotto forma di flusso (data stream) e giungono a destinazione nello stesso ordine in cui sono partiti. Tramite l’Ip, invece, i dati vengono suddivisi in pacchetti e possono arrivare in un ordine sparso rispetto a quello stabilito in fase di trasmissione.

Ip Address

Un IP Address è un numero di 32 bit suddiviso in quattro gruppi da 8 bit ciascuno, la forma con la quale viene solitamente rappresentato è detta decimale puntata.
11000000.10101000.00000101.00000001 Numero di 32 bit diviso in quattro gruppi da 8 bit
192.168.5.1 Rappresentazione decimale puntata del numero

Subnet Mask

Per identificare a quale rete appartiene un indirizzo Ip viene utilizzzata una Subnet Mask che divide l’ indirizzo Ip in due parti: Rete e Host
11111111.11111111.11111111.00000000 che corrisponde a 255.255.255.0
La parte settata a 1 (255) identifica la rete, mentre la parte settata a 0 (0) identifica gli host.
L’ utilizzo di questa divisione è importante nel routing per instradare correttamente un pacchetto Ip nel momento in cui due host di reti diverse tentano di comunicare.

Indirizzi Speciali

Avendo 32 bit a disposizione avremo 2^32 combinazioni possibili che equivale a 4.294.967.296 combinazioni di indirizzi possibili. In realtà esistono alcuni particolari indirizzi di rete che non possono essere assegnati per l’identificazione di un host, tra questi abbiamo: network, broadcast e loopback.

Network: quando i bit dell’ottetto che rappresenta l’host hanno tutti valore 0, l’indirizzo è detto di rete o Network Address: 192.168.5.0 oppure in binario 11000000.10101000.00000101.00000000;

Host: quando tutti i bit hanno valore zero 0.0.0.0, identificano “questo host”;

Broadcast: quando i bit del numero che rappresenta l’host hanno tutti valore 1, l’indirizzo è detto di broadcast o Broadcast Address, e rappresenta tutti gli host di quella rete. Inviare un pacchetto all’indirizzo 192.168.5.255 o in forma binaria 11000000.10101000.00000101.11111111 equivale a mandare un pacchetto a tutti gli host della rete 192.168.5;

Broadcast di Rete: quando tutti i bit, sia della parte relativa all’host sia della parte relativa alla rete hanno valore 1, l’indirizzo è detto di Broadcast di Rete. Inviare un pacchetto a 255.255.255.255 o in binario 11111111.11111111.11111111.11111111 significa inoltrarlo verso tutti gli host della rete corrente;

Loopback: è utilizzato per funzioni di test del protocollo TCP/IP, non genera traffico di rete e corrisponde agli indirizzi della serie 127.0.0.0.

Protocolli di 1° e 2° livello

Ethernet: la topologia è quella a bus, su cavo coassiale con una velocità trasmissiva di 10 Mbps.

Fast Ethernet: la topologia è quella a bus, su cavo coassiale con una velocità trasmissiva di 100 Mbps.

Il protocollo più usato nelle reti con topologia a bus è il CSMA/CD (Carrier Sense Multiple Access with Collision Detection). Questo protocollo funziona nel seguente modo: quando una stazione vuole trasmettere “ascolta” il cavo. Se il mezzo è occupato la stazione aspetta finché non sarà libero, altrimenti trasmette immediatamente. Se due o più stazioni iniziano a trasmettere contemporaneamente avverrà una collisione che distruggerà i dati trasmessi. In tal caso tutte le stazioni che stavano trasmettendo smetteranno di farlo, e dopo un intervallo di tempo casuale cercheranno di trasmettere di nuovo. Quasi tutte le reti locali con topologia a bus utilizzano il protocollo Ethernet che si basa proprio sul CSMA/CD. Le reti Ethernet utilizzano sia il twisted pair schermato (STP), sia quello non schermato (UTP), il cavo coassiale e la fibra ottica.

Token Ring: la topologia è quella a stella (o con più hub collegati ad anello), su cavo coassiale intrecciato con una velocità di 14 Mbps. Così come Ethernet, anche il protocollo Token Ring fornisce servizi per i primi due livelli dell’OSI, cioè il livello Fisico e il livello Collegamento Dati. I protocolli per i livelli 1 e 2 dell’OSI si distinguono in funzione del mezzo trasmissivo usato e del modo in cui il segnale è applicato al mezzo.
Nelle reti Token Ring il metodo d’accesso al mezzo si basa sul passaggio di un token. Un “token” è una specie di “gettone” che circola sull’anello quando questo è libero. Quando una stazione vuole trasmettere un pacchetto deve aspettare il gettone e rimuoverlo dall’anello prima di trasmettere il proprio pacchetto. Quest’ultimo viaggerà in una sola direzione lungo l’anello, passando da un PC all’altro. Come nel caso di reti Ethernet, il pacchetto è di solito indirizzato ad una singola stazione, e quando passerà da quella stazione il pacchetto verrà copiato. Poi continuerà a viaggiare lungo l’anello finchè non ritornerà alla stazione di partenza, che provvederà a rimuoverlo dalla rete e ad inviare il gettone alla stazione successiva che si trova sull’anello.

LLC: il protocollo Logical Link Control (IEEE802.2), è utilizzato per qualsiasi infrastruttura e ha il compito di fornire al livello rete un’interfaccia comune indipendente dal tipo di sotto livello MAC esistente, e quindi indipendente dalla topologia di rete e dalla tecnica di accesso al mezzo.

FDDI: la topologia è quella a doppio anello di circolazione, utilizza fibre ottiche multimodali e modulazione a led con una velocità di trasmissione pari a 100 Mbps.

ATM: ha una topologia libera (maglia, stella, albero) che opera a velocità tra i 25 Mbps ai 2.5 Gbps ed utilizza un metodo di condivisione delle risorse trasmissive con definizione delle priorità di traffico, tale per cui è possibile garantire a priori una capacità trasmissiva ben definita alle varie utenze e fornire quindi un supporto valido e comune a voce, audio e dati.

Il modello ISO/OSI è così strutturato:

1 – Fisico (Physical – Bits)
2 – Collegamento Dati (Data Link – Frames)
3 – Rete (Network – Packets)
4 – Trasporto (Transport – Segments)
5 – Sessione (Session – Data)
6 – Presentazione (Presentation – Data)
7 – Applicazione (Application – Data)