Modello DoD

Evoluzione Modelli di Rete

ISO/OSI è usato da pochi vendors: Sun, Digital, ...

ARPAnet formalizza i protocolli Internet alla Univerity of California, Berkeley

  • Si chiamano genericamente i protocolli TCP/IP
  • Implementazione di riferimento in BSD UNIX

Il modello a livelli sottostante è chiamato modello del Dipartimento della Difesa (Department of Defense - DoD)

  • E’ di qualità inferiore rispetto a ISO/OSI
  • Ha una vasta infrastruttura di rete già dispiegata
  • Soprassiede lentamente a ISO/OSI
  • Il successo di Internet degli anni ‘90 affossa ISO/OSI

Lo switch da ISO/OSI a DoD è come standardizzare formalmente l'industria sul Sistema Metrico Decimale, poi avere le industrie che in pratica richiedono design col sistema Imperiale. E le industrie americane fanno tutt'ora proprio così.

Tutti sappiamo che la pressione marina aumenta di 14,7 libbre per pollice quadrro ogni 33 piedi di profondità, e che la densità dell'acqua dolce è di 62 libbre per piede cubo.

Ma l'America è forte e potente e ha la sesta flotta e fa quello che vuole. Come lo chiami un orang-utan da due tonnellate? "Signore".

Moddod

Tre livelli vendor-independent:

  • Interfacce Fisiche: delegate ai costruttore di device drivers
  • Protocolli di Rete: il cuore del modello, i protocolli TCP/IP
  • Applicativi: programmabili con librerie in linguaggio C

Corrispondenza non precisa coi livelli ISO/OSI

Protocolli di Rete è diviso in due sottolivelli funzionali ma non tra loro indipendenti:

  • Internetworking: routing e funzionalità a basso livello
  • Controllo End-to-End: sequenzializzazione, recupero errori, interazione tra nodi comunicanti

Due interfacce:

  • Device Driver Interface: specifica di UNIX o altri sistemi
  • Berkeley ‘Socket’ Interface (BSI): implementazione UNIX del concetto astratto di Porta (port) di accesso ai servizi

Paragone degli Stack di Comunicazione:

Stacks

Concetti del Modello DoD

Incapsulamento

Incap

internet

Intnet

  • LAN – Local Area Network

    • Dimensione locale
    • Singola tecnologia di link

  • WAN – Wide Area Network

    • Dimensione geografica anche mondiale
    • Anche più tecnologie di link

  • MAN – Metropolitan Area Network

    • Dimensione geografica limitata

  • PAN - Personal Area Network

    • Dimensione limitata alla prossimità con l’utente

  • BAN – Body Area Network

    • Nodi su wearable devices o impiantati nel corpo

  • Intranet

    • Devices e connessioni sotto il controllo di un unico ente

Una internet con la *i minuscola è semplicamente una rete di reti, con topologie varie: a bus, a stella, ad anello, a singoli link.

Quando la rete di reti di reti inizia ad avere ambito globale, allora la si chiama Internet con la I maiuscola, per antonomasia.

Modello di Connessione

Orientato alla Connessione

  • Il percorso dei pacchetti è prestabilito prima dell’invio
  • Tre fasi della connessione:
    • Stabilimento
    • Uso
    • Abbattimento
  • TCP: Transmission Control Protocol
  • Simile a telefonata

Connectionless

  • I pacchetti sono inviati subito quando sono pronti e il loro percorso in rete non è prestabilito
  • UDP: User Datagram Protocol
  • Simile a posta tradizionale

Sotto sotto, a livello internetworking, il modello è connectionless: ciascun datagramma va dove è meglio nel momento che passa, potenzialmente perdendosi o scompigliando la sequenza trasmissiva.

E' compito del protocollo Connection Oriented mantenere stato (stateful): ricomporre la sequenza e richiedere la ritrasmissione dei datagrammi persi. Il prodotto utente richiede che i dati vengano trasferiti tutti e nella sequenza giusta.

I protocolli Connectionless sono adatti invece a situazioni in cui l'informazione trasferita è poca, oppure quando la perdita di un certo numero di datagrammi non influisce sulla fruibilità utente del prodotto.

Modello di Comunicazione

Message Based - interscambio di messaggi

Intmes

Remote Procedure Call - funzioni di sistema eseguite su macchina remota per conto di quella locale

Rpc

Flussi di Comunicazione

  • Sincrono
    • Bloccante, continuo, con controllo errori e ritrasmissione
  • Asincrono
    • Non bloccante, non continuo, può avere controllo errori
  • Streaming
    • Non bloccante, continuo, senza controllo errori
  • Publish/Subscribe
    • Asincrono estremo, non continuo, controllo errori da parte dei livelli applicativi

Parametri di Comunicazione

Paramcom

Alla fine la velocità della luce è finita e la comunicazione impiega un lasso di tempo discreto. Il mezzo trasmissivo non ha qualità costante, ha rumore, e il suo utilizzo costa.

Presunzioni Errate

I programmatori di applicativi di rete hanno delle aspettative implicite sul comportamento della rete. Presumono i seguenti punti:

  1. La rete è affidabile
  2. La latenza è zero
  3. La larghezza di banda è infinita
  4. La rete è sicura
  5. La topologia di rete non cambia
  6. C’è un amministratore di rete
  7. Il costo è zero
  8. La rete è omogenea

Ciascuna di queste apettative può non essere vera, e introdurre problemi.

Principali Protocolli TCP/IP

Vi sono letteralmente decine di protocolli TCP/IP, proposti in ancora più documenti RFC. Solo alcuni di loro hanno una certa importanza.

Internetworking

Indispensabili:

  • IP - Internet Protocol
    • evolutosi nel tempo, cambiamenti e patch guidati soprattutto da problemi di sicurezza ed efficienza

Ausiliari, raccomandati:

  • ICMP - Internet Control Message Protocol
  • ARP - Address Resolution Protocol
  • praticamente nessun altro

Opzionali:

  • RIP - Routing Information Protocol
  • OSPF - Open Shortest Path First
  • BGP - Border Gateway Protocol
  • molti altri, specialmente nel campo del routing

End-to-End Control

Indispensabili:

  • TCP - Transmission Control Protocol
  • UDP - User Datagram Protocol
  • altri protocolli sono stati proposti e provati, ma sono praticamente caduti nel dimenticatoio

Documentazione di TCP/IP

Originariamente i tecnici e i progettisti dei protocolli erano relativamente pochi, e si riunivano regolarmente per discutere proposte innovative e di miglioramenti.

Il rapporto di questi meeting veniva pubblicato in bacheca, con la scritta Request For Comments (RFC). La sigla è rimasta anche quando i documenti tecnici non erano più il risultato di una riunione.

I documenti RFC sono ora formalmente accettati come ufficiali dalla governance del progetto TCP/IP. La governance è la Internet Engineering Task Force (IETF). Dettagli sui processi e prodotti di governance si trovano sul sito della IETF,

Il loro contenuto varia dall'altamente tecnica definizione di protocolli, a considerazioni pratiche d'uso, fino al faceto e al pesce d'aprile.

Una lista deli RFC come pesce d'aprile si trova su Wikipedia alla voce "April Fools' Day Request for Comments".
Rimane famoso quello del 1999, " IP over Avian Carriers with Quality of Service", che propone l'uso di piccioni viaggiatori per recapitare i datagrammi

Sono catalogati con un numero di protocollo sequenziale, anche se non tutti i numeri sono stati assegnati. Sono circa 10.000. Una lista parziale si trova, p.es. su Wikipedia.