5. Protocolli TCP/IP

Va sotto il nome di TCP/IP (Transmission Control Protocol / Internet Protocol) un insieme di circa 100 protocolli che consentono di dar vita ad Internet, la Rete delle reti. Al TCP/IP appartengono, separatamente, anche il protocollo TCP e il protocollo IP.

Il TCP/IP è organizzata a strati; in ciascuno di questi vengono svolti compiti specifici correlati a quelli degli strati adiacenti attraverso interfacce.

Gli strati del TCP/IP sono 4 e corrispondono ai primi 5 livelli del modello ISO/OSI.
Il quarto strato, il più alto, è quello nel quale gira la specifica applicazione (TELNET, FTP, E-MAIL, ecc.).
Il terzo strato, corrispondente al quarto livello del modello OSI (trasporto), è utilizzato dal protocollo TCP che ha il compito di garantire che i pacchetti giungano a destinazione e che vengano opportunamente e ulteriormente suddivisi per consentire il passaggio su particolari rami della rete.
Il secondo strato, corrispondente al livello di rete del modello OSI, è utilizzato dal protocollo IP che ha il compito di di instradare le informazioni al ricevitore.
Il primo strato, corrispondente ai primi due livelli del modello OSI, è relativo alle interfacce fisiche che consentono il reale trasferimento dei segnali elettrici.
In fig. 6 si mostra lo stack dei protocolli TCP/IP.

5.1. Indirizzi IP

Le reti collegate ad Internet attraverso i protocolli TCP/IP utilizzano un indirizzo a 32 bit per individuare un computer e la rete nella quale è inserito il computer. Il formato di tale indirizzo è:

L'indirizzo è rappresentato da 4 byte ognuno dei quali espresso in forma decimale da 0 a 255 e separato dagli altri con un punto.

Ad esempio, un tipico indirizzo IP è: 195.32.115.9.

Sono consentiti quattro tipi di formati di indirizzo IP indicati con classe A, classe B, classe C e classe D.

E' previsto un ulteriore formato per usi futuri indicato con classe E.

Si mostra, in tabella 2, il formato degli indirizzi IP in funzione della classe di appartenenza.

Classe A
E' il formato di indirizzo per reti aventi un numero elevatissimo di host. Le reti disponibili sono 126 (da 1 a 126; i numeri 0 e 127 sono riservati). Il campo per individuare un host è di 24 bit corrispondente ad un numero massimo superiore a 16 milioni.
Il primo numero dell'indirizzo IP va da 1 a 126 ed individua la rete; i restanti tre numeri individuano l'host all'interno della rete.

Classe B
Gli indirizzi di classe B sono utilizzati dalle reti di dimensioni intermedie. Le reti individuabili sono oltre 16000 (14 bit) e il numero massimo di host di ciascuna rete è superiore a 64000 (16 bit). I primi due numeri dell'indirizzo IP vanno da 128.1 a 191.254 ed individuano la rete; i restanti due numeri individuano l'host all'interno della rete.

Classe C
Gli indirizzi di classe C sono utilizzati da reti molto piccole. Le reti individuabili sono oltre due milioni (21 bit) ed il numero massimo di host di ciascuna rete è di 254 ( si escludono 0 e 255). I primi tre numeri dell'indirizzo IP vanno da 192.1.1 a 223.254.254 ed individuano la rete; l'ultimo numero individua l'host all'interno della rete.

Classe D
Gli indirizzi di classe D sono utilizzati dagli host che costituiscono un gruppo di Multicast. Poiché i primi 4 bit dell'indirizzo IP valgono 1110, l'intervallo dei valori consentiti va da 224.0.0.0 fino a 239.255.255.255. L'indirizzo 224.0.0.0 non è consentito da Internet e l'indirizzo 224.0.0.1 individua un gruppo di tutti host che partecipano ad una operazione di multicast IP internet.

Esempio

Individuare il tipo di rete, l'indirizzo di rete e di host per il seguente indirizzo IP

Risoluzione

L'indirizzo IP assegnato corrisponde al seguente numero binario a 32 bit:

L'indirizzo di rete si ottiene dalla (1) eliminando i bit che individuano la classe (110 per la classe C) e gli ultimi 8 bit che rappresentano l'indirizzo di host.

L'indirizzo interno dell'host è:

L'ente che ha il compito di assegnare gli indirizzi di rete è il NIC (Network Information Center). La rete provvede ad assegnare a ciascun suo host la parte rimanente dell'indirizzo.

5.2. DNS

Poiché non è facile ricordare a memoria l'indirizzo IP numerico del server al quale ci si desidera collegare, si è pensato di utilizzare un indirizzo mnemonico da porre in corrispondenza biunivoca con l'indirizzo numerico IP attraverso una tabella.

L'indirizzo mnemonico, denominato DNS (Domain Name System), non è del tutto casuale ma segue una logica che consente, seppur in minima misura, di riconoscere la natura del sito: università (edu), militare (mil), governativo (gov), commerciale (com), italiano (it), inglese (uk), svizzero (ch), ecc. e il tipo di protocollo: ftp, www, mail, news, gopher, ecc.

I vari nomi che compongono l'indirizzo sono separati tra loro da un punto.

Ad esempio, i seguenti DNS individuano, rispettivamente:

www.teseo.it un server Wide World Web italiano di nome teseo.

www.sony.com un server Wide World Web commerciale di nome sony.

ftp.volftp.vol.it/pub/ la sottodirectory pub del server ftp italiano di nome volftp.vol.

5.3. Protocolli per la risoluzione degli indirizzi

Quando un datagramma giunge ad un nodo, quest'ultimo attiva un apposito protocollo per esaminare l'indirizzo IP. In particolare viene esaminato solo l'indirizzo di rete. Il protocollo di risoluzione degli indirizzi ARP (Address Resolution Protocol) gestisce la traduzione degli indirizzi IP in indirizzi fisici e li maschera agli strati superiori.

Il protocollo ARP, per ottenere l'indirizzo fisico, attiva una richiesta a tutti e si pone in attesa di una risposta che giungerà solo dal corretto dispositivo di destinazione come si mostra in fig. 7.

Vi sono alcune stazioni di lavoro senza disco fisso che non conoscono il proprio indirizzo IP. Per ottenere l'indirizzo IP viene inviato a tutti il proprio indirizzo fisico e solo il server RARP (Reverse Address Resolution Protocol) è in grado di trasmettere l'indirizzo IP conoscendo quello fisico. Il server RARP, quindi, esegue l'operazione inversa rispetto al protocollo ARP. In fig.8 si mostra la metodologia per risalire al proprio indirizzo IP.