Come il Modello OSI a 7 Livelli Facilita una Comunicazione di Rete Efficace
Introduzione
Il modello OSI spiega come i computer inviano dati tra loro in una rete in modo standardizzato. Sviluppato alla fine degli anni ’70, il modello OSI suddivide la comunicazione di rete in sette livelli distinti. Ogni livello ha funzioni specifiche e interagisce con i livelli superiori e inferiori.
Sebbene l’internet moderno utilizzi principalmente il più semplice modello TCP/IP, il modello OSI a 7 livelli rimane uno strumento essenziale. Aiuta gli ingegneri di rete a progettare reti, risolvere problemi e garantire l’interoperabilità tra i sistemi. Esaminiamo più da vicino ciascuno dei sette livelli OSI e come essi consentono le comunicazioni di rete.
I 7 Livelli del Modello OSI
Perché Comprendere i Livelli OSI è Ancora Importante
Comprendere i livelli del modello OSI aiuta i team IT a gestire, proteggere e risolvere problemi di reti complesse. Anche se molti sistemi utilizzano il modello TCP/IP, il modello OSI offre una visione chiara e stratificata che facilita l’identificazione dei problemi o delle lacune in termini di sicurezza.
Ad esempio, l’implementazione di strumenti come DataSunrise trae beneficio da un approccio basato sul modello OSI. DataSunrise si concentra sul monitoraggio e sulla protezione dei dati a livelli OSI specifici, come l’ispezione del traffico ai livelli di trasporto e applicazione per rilevare minacce o accessi non autorizzati.
Questa comprensione stratificata garantisce una maggiore conformità, un’architettura più intelligente e una risoluzione più rapida dei problemi nelle reti moderne.
Dividi i sette livelli OSI in due gruppi: livelli superiori e livelli inferiori. I livelli superiori (7, 6, 5) si concentrano sulle applicazioni e su come gli utenti interagiscono con i dati. I livelli inferiori (4, 3, 2, 1) gestiscono il trasporto dei dati.
I Livelli Superiori del Modello OSI
Livello 7: Il Livello Applicativo. Il livello applicativo è il più vicino all’utente finale. Fornisce servizi di rete direttamente alle applicazioni, come browser web, client di posta elettronica e app di messaggistica. Quando carichi una pagina web o invii un’email, il livello applicativo formatta quei dati e li invia al livello 6.
Il DNS è responsabile dell’associazione dei nomi di dominio agli indirizzi IP. Il livello applicativo si assicura di strutturare correttamente i dati per l’applicazione specifica.
Livello 6: Il Livello di Presentazione. Il livello di presentazione riceve i dati dal livello applicativo e li prepara per l’invio sulla rete. Questo processo spesso comporta la traduzione, la crittografia e la compressione.
Il livello di presentazione formatta i dati utilizzando una sintassi comune concordata dai dispositivi mittente e destinatario. Ad esempio, potrebbe convertire il testo ASCII in un formato standardizzato. La crittografia protegge i dati sensibili, mentre la compressione riduce la quantità di dati da trasmettere.
Livello 5: Il Livello di Sessione. Il livello di sessione stabilisce, mantiene e termina le connessioni tra i dispositivi. Crea sessioni, ovvero canali di comunicazione temporanei, che consentono ai dispositivi di scambiarsi dati per un periodo prolungato.
Se la connessione viene interrotta, il livello di sessione ritrasmette i dati dall’ultimo punto di controllo. Implementa inoltre il controllo del dialogo per garantire che due applicazioni non tentino di inviare dati contemporaneamente.
I Livelli Inferiori del Modello OSI
Livello 4: Il Livello di Trasporto. Il livello di trasporto suddivide i dati provenienti dal livello di sessione e li prepara per la trasmissione sulla rete. È responsabile della consegna end-to-end e del trasferimento dei dati senza errori tra i sistemi.
I due protocolli principali del livello di trasporto sono TCP e UDP. Il TCP garantisce che i dati arrivino a destinazione controllando e richiedendo la ritrasmissione in caso di perdita di dati. UDP è senza connessione e non garantisce la consegna, ma è più veloce. Il livello di trasporto esegue anche il controllo del traffico, adeguando il flusso dei dati alla velocità della rete.
Livello 3: Il Livello di Rete. Il livello di rete gestisce l’indirizzamento logico e l’instradamento dei dati tra i nodi. Il livello di trasporto suddivide i segmenti di dati in pacchetti più piccoli e allega gli indirizzi di origine e destinazione.
Come i Router Utilizzano gli Indirizzi IP
I router utilizzano gli indirizzi IP per trovare il percorso migliore affinché i dati transitino attraverso diverse reti e raggiungano la destinazione. Il livello di rete identifica il percorso ottimale e commuta i pacchetti tra le reti finché non raggiungono il dispositivo destinatario.
Livello 2: Il Livello di Collegamento Dati. Collega direttamente due nodi su una rete. Preleva i pacchetti dal livello di rete, li suddivide in frame e li invia alla destinazione corretta utilizzando l’indirizzo MAC.
Il livello di collegamento dati esamina i frame in ingresso alla ricerca di errori e richiede una ritrasmissione se rileva eventuali corruzioni. Regola il controllo del flusso per garantire che il dispositivo destinatario non venga sovraccaricato di dati. Inoltre, il livello di collegamento dati arbitrata l’accesso ai mezzi fisici in modo che più dispositivi possano condividere in sicurezza i collegamenti di rete.
Livello 1: Il Livello Fisico. Fornisce la base per la costruzione dei livelli superiori. Definisce le caratteristiche fisiche ed elettriche della rete, inclusi cavi, connettori, frequenze radio, tensioni, modulazione e codifica di linea.
Il livello fisico trasmette flussi di bit grezzi attraverso il mezzo fisico sotto forma di impulsi elettrici, segnali luminosi o onde radio. Specifica le velocità di trasmissione, le distanze massime di trasmissione e la topologia fisica della rete. Esistono diversi standard del livello fisico per mezzi in rame, fibra ottica e wireless.
Invio di un’E-mail con OSI
Per illustrare il modello OSI, esaminiamo cosa succede quando invii un’email:
- L’applicazione client di posta formatta il messaggio e gli allegati. (Applicativo)
- Il sistema traduce i dati nel formato SMTP, li cifra e li comprime. (Presentazione)
- L’utente apre una sessione con il server di posta. (Sessione)
- Il sistema segmenta il messaggio, aggiunge un’intestazione e lo passa al livello di trasporto. (Trasporto)
- I segmenti si suddividono in pacchetti con informazioni sugli indirizzi IP. (Rete)
- Il sistema suddivide i pacchetti in frame con indirizzi MAC. (Collegamento Dati)
- Il sistema trasforma i frame in bit e li invia tramite Ethernet o Wi-Fi sotto forma di segnali elettrici o radio. (Fisico)
Il server di posta invia i dati all’applicazione di posta del destinatario facendo risalire i dati attraverso i livelli OSI.
Modello OSI vs Modello TCP/IP
Il modello TCP/IP è un modello a quattro livelli di base utilizzato per la comunicazione su internet nel mondo reale. Sviluppato dal Dipartimento della Difesa degli Stati Uniti, è antecedente al modello OSI.
La principale differenza è che il TCP/IP combina le funzioni di più livelli OSI. Il livello applicativo comprende i livelli OSI 5, 6 e 7. Il livello di trasporto corrisponde al livello OSI 4. Il livello internet è equivalente al livello di rete OSI 3. Infine, il livello di accesso alla rete include i livelli OSI 1 e 2.
Il modello OSI è importante, ma il modello TCP/IP è migliore per la comunicazione su internet. Tuttavia, entrambi ci aiutano a comprendere i numerosi processi complessi necessari per la consegna dei dati di rete.
Applicazioni Pratiche del Modello OSI Oggi
- Risoluzione dei problemi: Gli ingegneri utilizzano un approccio layer-by-layer, partendo dal livello fisico (Livello 1) fino a quello applicativo (Livello 7), per diagnosticare rapidamente i problemi di rete.
- Sicurezza: I firewall operano ai livelli 3–4; la crittografia e le protezioni a livello applicativo funzionano ai livelli 6–7. Il modello OSI aiuta a mappare le strategie di difesa in profondità.
- Comunicazione con i fornitori: I dispositivi sono etichettati in base alla funzionalità OSI (ad esempio, switch di Livello 2 per compiti di collegamento dati, switch di Livello 3 con capacità di instradamento).
- Certificazioni: Esami come Network+ e CCNA testano concetti basati sul modello OSI, garantendo che i professionisti possano applicare il modello negli scenari reali.
Conclusione
Il modello OSI a 7 livelli è un concetto fondamentale nel networking. Astrarre le funzioni specifiche a ciascun livello permette all’OSI di facilitare l’interoperabilità tra sistemi diversi e di fornire un modello comune per la risoluzione dei problemi.
Conoscere i livelli OSI può essere vantaggioso per i professionisti della rete, anche se non lavorano direttamente con essi. I livelli vanno dal livello applicativo in alto fino al livello fisico in basso. Quando si presenta un problema di rete, l’uso del modello OSI può aiutarti a individuare e risolvere il problema più rapidamente.
