Introduzione
I protocolli di trasporto forniscono la comunicazione logica tra processi applicativi di host differenti, ovvero gli host eseguono i processi come se fossero direttamente connessi.
I protocolli di trasporto vengono eseguiti nei sistemi terminali e funzionano con un meccanismo di incapsulamento quando si invia un messaggio e decapsulamento quando si riceve.
A livello di rete abbiamo una comunicazione tra host basata sui servizi del livello di collegamento mentre a livello di trasporto una comunicazione tra processi basata sui servizi del livello di rete.
Indirizzamento
La maggior parte dei sistemi operativi è multi-utente e multi-processo:
- Diversi processi client attivi (host locale)
- Diversi processi server attivi (host remoto)
Per stabilire una comunicazione tra i due processi è necessario un metodo per individuare:
- Host locale
- Host remoto
- Processo locale
- Processo remoto
Porta vs IP e Socket Address
- Ad un host è associato un indirizzo IP.
- Ad un processo è associata una porta.
La combinazione di indirizzo IP + porta prende il nome di socket address.
Incapsulamento e Decapsulamento
Prima di venire spediti i messaggi vengono incapsulati ovvero viene aggiunto un header che verrà poi riconosciuto quando arriva a destinazione per poi essere de-capsulato per ottenere il messaggio senza header.
Questi pacchetti si chiamano:
- segmenti se usiamo TCP
- datagrammi utente se usiamo UDP
Questi processi se visti più nello specifico prendono il nome di Multiplexing e Demultiplexing
Multiplexing
Il multiplexing avviene nell’host mittente, dove raccoglie i dati da vari socket e li incapsula con l’intestazione corrispondente che verrà poi usata per il demultiplexing.
Ad esempio se in un host abbiamo due processi uno FTP e uno HTTP l’host dovrà raccogliere i dati da questi socket e passarli al livello di rete.
Demultiplexing
Il demultiplexing avviene nell’host ricevente, e si occupa di consegnare i segmenti/datagrammi ricevuti alla socket appropriata. Le socket a cui consegnare i dati in input sono determinate attraverso le informazioni contenute negli header.
Come funziona nello specifico il demultiplexing?
- L’host riceve i datagrammi IP, ognuno di questi ha un indirizzo IP di origine e di destinazione
- Ogni datagramma trasporta un segmento a livello di trasporto
- Ogni segmento ha un numero di porta per origine e uno per destinazione
I pacchetti UDP e TCP sono strutturati nel seguente modo:
Socket
Le socket sono delle astrazioni create ed utilizzate dai programmi applicativi per attuare la comunicazione tra un processo client e un processo server.
Una socket é una struttura dati che nella sua forma più semplice è composta da due informazioni un indirizzo IP e un numero di porta ed è chiamata ufficialmente Socket Address .
Indirizzo IP
Un indirizzo IP permette di identificare un host in una rete, per maggiori informazioni vedi Indirizzi IP.
Numero di Porta
ll numero di una porta non è altro che un indirizzo di 16 bit che quindi permette di generare 65535 numeri diversi.
Di tutte queste porte disponibili l’IANA (Internet Assigned Numbers Authority) ha riservato:
0non usato1-255reserved for well known processes256-1023reserved for other processes1024-65535dedicated to user apps
Individuare un Socket
L’interazione tra client e server è bidirezionale, è necessaria quindi una coppia di indirizzi socket locale (mittente) e remoto (destinatario).
oss: L’indirizzo locale in una direzione è l’indirizzo remoto nell’altra direzione.
Lato Client
Il client ha bisogno di socket address locale (client) e remoto (server):
Il socket address locale (client) è fornito dal sistema operativo quest’ultimo infatti conosce:
- l’indirizzo IP del computer sul quale il client è in esecuzione
- il numero di porta assegnato al processo.
Per socket address remoto (server):
- l’indirizzo IP viene fornito dal DNS
- Il numero di porta varia in base all’applicazione che stiamo usando (es. http porta 80).
Lato server
Il server ha bisogno di un socket address locale (server) e uno remoto (client) per comunicare:
Il socket address locale (server) è fornito dal sistema operativo quest’ultimo infatti conosce:
- l’indirizzo IP è fornito dal sistema operativo su cui il server è in esecuzione
- il numero di porta è noto al server perché assegnato dal progettista (numero well known o scelto).
Il socket address remoto (client) non è determinato dal server ma semplicemente è il socket address locale del client che si connette, che è comunicato all’interno del pacchetto di richiesta.
oss: l socket address locale di un server non cambia (è fissato e rimane invariato), mentre il socket address remoto varia ad ogni interazione con client diversi (anche con stesso client su connessioni diverse).
Servizi di trasporto
Esistono due principali protocolli di trasporto
Utilizzi dei protocolli nel mondo reale
Applicazione Protocollo a livello applicazione Protocollo di trasporto sottostante Posta elettronica SMTP (RFC 28211) TCP Accesso a terminali remoti Telnet (RFC 854) TCP Web HTTP (RFC 2616) TCP Trasferimento file FTP (RFC 959) TCP Multimedia in streaming HTTP (es. YouTube) TCP o UDP Telefonia Internet SIP, RTP, proprietario (es. Skype) Tipicamente UDP