7 - livello trasporto

I protocolli di trasporto forniscono la comunicazione logica tra processi applicativi di host differenti.

• gli host eseguono processi come se fossero direttamente connessi

I protocolli di trasporto vengono eseguiti nei sistemi terminali:

• lato invio ⟶ incapsula i messaggi in segmenti e li passa a livello di rete
• lato ricezione ⟶ decapsula i segmenti in messaggi e li passa a livello di applicazione

incapsulamento/decapsulamento

i pacchetti a livello di trasporto sono chiamati segmenti se viene usato il protocollo TCP, o datagrammi utente se viene usato il protocollo UDP

relazione tra livello di trasporto e livello di rete

Il livello di rete si occupa della comunicazione tra host (e si basa sui servizi del livello di collegamento). Il livello di trasporto si occupa della comunicazione tra processi (si basa sui servizi di rete e li potenzia).

analogia con la posta ordinaria

• processi = persone
• messaggi delle applicazioni = lettere
• host = condomini
• protocollo di trasporto = portiere
• protocollo del servizio rete = servizio postale

indirizzamento

La maggior parte dei sistemi operativi è multiutente e multiprocesso. È quindi necessario individuare:

• host locale e host remoto (indirizzi IP)
• processo locale e processo remoto (numeri di porta)

indirizzo IP vs numero di porta

indirizzo IP e numero di porta formano il socket address.

multiplexing/demultiplexing

Il multiplexing/demultiplexing fa sì che il servizio di trasporto da host a host a livello di rete possa diventare un servizio di trasporto da processo a processo per le applicazioni in esecuzione sugli host.

Il multiplexing viene effettuato dall’host mittente, che raccoglie dati da varie socket e li incapsula con l’intestazione.

Il demultiplexing viene effettuato dall’host ricevente, che consegna i segmenti ricevuti alla socket appropriata.

funzionamento del demultiplexing

1. l’host riceve i datagrammi IP

• ogni datagramma ha un IP di origine e uno di destinazione
• ogni datagramma trasporta un segmento a livello di trasporto
• ogni segmento ha un numero di porta di origine e un numero di porta di destinazione

1. l’host utilizza gli indirizzi IP e i numeri di porta per inviare il segmento al processo appropriato

analogia del portiere

Nell’esempio precedente, i portieri effettuano un’operazione di multiplexing quando raccolgono le lettere dai condomini e le imbucano, e una di demultiplexing quando ricevono le lettere dal postino, leggono il nome del destinatario e gliele consegnano.

API di comunicazione

La socket API è un’interfaccia di comunicazione che permette la comunicazione tra tra livello di applicazione e livello di trasporto.

• appare come un terminale, ma non è un’entità fisica (una struttura dati creata ed utilizzata dal programma applicativo)
• la comunicazione tra un processo client e un processo server è la comunicazione tra due socket create nei due lati di comunicazione

socket address

un socket address è composto da indirizzo IP (32 bit) e numero di porta (16 bit)

• i numeri di porta (che vanno quindi da 0 a 65535) si dividono in well-known ports (per server comuni e noti) e assigned ports
  • 0 ⟶ non usato
  • 1-255 ⟶ well-known processes
  • 256-1023 ⟶ riservati per altri processi
  • 1024-65535 ⟶ per user apps (quindi “utilizzabili”)

L’interazione client-server è bidirezionale. È necessaria quindi una coppia di indirizzi socket: quello locale (mittente) e quello remoto (destinatario).

individuare i socketi lato client

• socket address locale ⟶ viene fornito dal sistema operativo, che:
  • conosce l’indirizzo IP del computer su cui il client è in esecuzione
  • assegna temporaneamente un numero di porta
• socket address remoto:
  • il numero di porta è noto in base all’applicazione
  • l’indirizzo IP viene fornito dal DNS

individuare i socket lato server

• socket address locale ⟶ fornito dal sistema operativo

  • conosce l’IP del computer su cui il server è in esecuzione
  • il numero di porta è noto al server perché è assegnato dal progettista (well-known o scelto)

• socket address remoto ⟶ è il socket address locale del client che si connette - si trova nel pacchetto di richiesta

il socket address locale di un server non cambia, mentre il socket address remoto varia ad ogni interazione con client diversi o con lo stesso client su connessioni diverse