Nel mondo interconnesso di oggi, la comunicazione tra dispositivi digitali è possibile grazie a un sistema complesso di regole e convenzioni chiamate protocolli di rete. Questi protocolli, organizzati in suite coordinate, permettono a dispositivi diversi di “parlare” la stessa lingua, garantendo un’esperienza online fluida e affidabile.
Indice
- Cosa sono le Suite di Protocolli?
- Lo Stack di Protocolli: Un’Architettura a Livelli
- Funzione dei Protocolli di Rete
- Protocollo TCP/IP: Struttura e Popolarità
- Il Modello OSI: Lo Standard Teorico
- Modello TCP/IP vs Modello OSI: Analisi Comparativa
- Segmentazione dei Messaggi
- Unità di Dati del Protocollo (PDU)
- Incapsulamento e Decapsulamento: Il Viaggio dei Dati
- Il Ruolo degli Indirizzi del Livello di Collegamento Dati: Rete IP Locale
- Dispositivi su una Rete Remota
Cosa sono le Suite di Protocolli?
Una suite di protocolli è un insieme coordinato di protocolli di comunicazione, ciascuno progettato per svolgere funzioni specifiche. Questi protocolli lavorano in sinergia per garantire che i dati possano essere trasmessi correttamente attraverso reti diverse, dal mittente al destinatario.
La tabella seguente elenca i principali tipi di protocolli necessari per abilitare le comunicazioni attraverso una o più reti.
| Tipo di Protocollo | Descrizione | Esempi |
|---|---|---|
| Protocolli di Comunicazione | Permettono lo scambio di dati tra dispositivi su una o più reti | IP, TCP, HTTP |
| Protocolli di Sicurezza | Proteggono i dati garantendo autenticazione, integrità e crittografia | SSH, SSL, TLS |
| Protocolli di Routing | Consentono ai router di scambiare informazioni sui percorsi ottimali | OSPF, BGP |
| Protocolli di Scoperta dei Servizi | Identificano automaticamente dispositivi o servizi disponibili | DHCP, DNS |
Lo Stack di Protocolli: Un’Architettura a Livelli
Per comprendere come i protocolli interagiscono, è utile visualizzarli come una struttura a strati, chiamata “stack di protocolli”. Divisa cosi:
- Livelli inferiori: Gestiscono la trasmissione fisica dei dati sulla rete, fornendo servizi come indirizzamento e affidabilità.
- Livelli superiori: Si occupano del contenuto del messaggio e dell’interfaccia con le applicazioni utente.
Possiamo paragonare lo stack di protocolli alla comunicazione faccia a faccia tra due persone:
- Livello fisico: Rappresenta il parlato (trasmissione della voce)
- Livello delle regole: Stabilisce il linguaggio comune e le convenzioni di comunicazione
- Livello del contenuto: Riguarda il significato effettivo del messaggio
Funzione dei Protocolli di Rete
Per una comunicazione efficace tra dispositivi, è fondamentale che tutti seguano lo stesso insieme di regole standardizzate. Ogni protocollo definisce un formato comune e regole precise per lo scambio di dati.
Questa struttura rende possibile la comunicazione senza errori, indipendentemente dal tipo di rete o dispositivo coinvolto.
| Funzione | Descrizione | Protocolli di Esempio |
|---|---|---|
| Indirizzamento | Identifica mittente e destinatario usando schemi definiti | Ethernet, IPv4, IPv6 |
| Affidabilità | Garantisce la consegna anche in caso di perdita o danneggiamento | TCP |
| Controllo del flusso | Regola la velocità di trasmissione dei dati | TCP |
| Sequenziamento | Etichetta i segmenti di dati per ricostruirli correttamente | TCP |
| Rilevamento errori | Determina se i dati sono stati corrotti durante la trasmissione | Ethernet, IPv4, IPv6, TCP |
| Interfaccia applicativa | Facilita la comunicazione tra applicazioni di rete | HTTP, HTTPS |
Evoluzione delle Suite di Protocolli
Sin dagli anni ’70 sono state sviluppate diverse suite di protocolli, alcune create da organizzazioni di standardizzazione, altre da vendor specifici. Nel corso del tempo, diverse suite si sono contese il primato nel panorama delle comunicazioni di rete.
Confronto tra le principali Suite di Protocolli:
| Livello Stack TCP/IP | TCP/IP | OSI | AppleTalk | Novell NetWare |
| Application Layer | HTTP, DNS, DHCP, FTP | ACSE, ROSE, TRSE, SESE | AFP | NDS |
| Transport Layer | TCP, UDP | TP0-TP4 | ATP, AEP, NBP, RTMP | SPX |
| Internet Layer | IPv4, IPv6, ICMPv4, ICMPv6 | CONP/CMNS, CLNP/CLNS | AARP | IPX |
| Network Access Layer | Ethernet, ARP, WLAN | Ethernet, ARP, WLAN | Ethernet, ARP, WLAN | Ethernet, ARP, WLAN |
• TCP/IP: La suite di protocolli oggi più diffusa e rilevante. È uno standard aperto, mantenuto dalla Internet Engineering Task Force (IETF), e garantisce interoperabilità tra dispositivi di diversi produttori.
• OSI: Un insieme di protocolli sviluppati nel 1977 dall’ISO e dall’ITU, noto soprattutto per il suo modello a sette livelli, utilizzato come riferimento teorico.
• AppleTalk: Suite proprietaria rilasciata da Apple nel 1985, sostituita dal TCP/IP nel 1995.
• Novell NetWare: Suite proprietaria sviluppata da Novell nel 1983, basata sul protocollo IPX. Anche questa sostituita da TCP/IP nel 1995.
Protocollo TCP/IP: Struttura e Popolarità
Il protocollo TCP/IP rappresenta il fondamento delle comunicazioni moderne su Internet. Sviluppato dal Dipartimento della Difesa degli Stati Uniti, questo modello è stato progettato per garantire una trasmissione accurata e affidabile dei dati tra dispositivi interconnessi.
La sua caratteristica distintiva è la capacità di suddividere i messaggi in pacchetti, consentendo:
- Trasmissione efficiente anche in caso di problemi di rete
- Percorsi diversificati per ogni pacchetto tra origine e destinazione
- Riassemblaggio automatico una volta raggiunta la destinazione
I Quattro Livelli del Modello TCP/IP
Il protocollo TCP/IP standardizza le comunicazioni dividendole in quattro livelli distinti. Ogni pacchetto di dati attraversa questi livelli prima di essere ricevuto dal dispositivo di destinazione, per poi seguire il percorso inverso per ricostruire il messaggio originale.
1. Livello di Accesso alla Rete (Network Access Layer)
Il livello più basso della struttura definisce come i dati vengono fisicamente trasmessi attraverso la rete:
- Funzione principale: Gestione della trasmissione fisica dei dati
- Componenti coinvolti: Driver dei dispositivi, cavi Ethernet, schede di interfaccia di rete (NIC), reti wireless
- Alternative terminologiche: Livello datalink, livello di collegamento, livello di interfaccia di rete o livello fisico
- Tecnologie principali: Ethernet, WLAN, ARP (Address Resolution Protocol)
2. Livello Internet (Internet Layer)
Questo livello si occupa del routing e dell’indirizzamento dei pacchetti attraverso la rete:
- Funzione principale: Instradamento dei pacchetti e controllo del loro movimento sulla rete
- Responsabilità: Garantire che i pacchetti raggiungano la destinazione prevista
- Protocolli principali: IPv4, IPv6, NAT, OSPF, IGP, EIGRP, ICMPv4, ICMPv6
Il livello di trasporto assicura l’affidabilità della comunicazione tra i dispositivi:
3. Livello di Trasporto (Transport Layer)
- Funzione principale: Fornire una connessione dati solida e affidabile
- Meccanismi implementati: Suddivisione dei dati in pacchetti numerati, controllo della sequenza
- Caratteristiche: Determinazione della quantità di dati da inviare, destinazione e velocità di trasmissione
- Protocolli principali: TCP (connection-oriented), UDP (connectionless)
4. Livello Applicazione (Application Layer)
Il livello superiore rappresenta l’interfaccia con cui gli utenti interagiscono:
- Funzione principale: Facilitare la comunicazione tra programmi e applicazioni
- Caratteristica: Rappresenta il punto di contatto diretto con l’utente finale
- Protocolli principali: HTTP/HTTPS, DNS, DHCP, SMTP, POP3, IMAP, FTP, SFTP
Oggi, il TCP/IP è lo standard de facto per le comunicazioni di rete, comprendendo una vasta gamma di protocolli continuamente aggiornati.
| Livello TCP/IP | Categoria | Protocolli/Technologie |
|---|---|---|
| Application Layer | Name System | DNS |
| Host Config | DHCPv4, DHCPv6, SLAAC | |
| SMTP, POP3, IMAP | ||
| File Transfer | FTP, SFTP, TFTP | |
| Web Service | HTTP, HTTPS, REST | |
| Transport Layer | Connection-Oriented | TCP |
| Connectionless | UDP | |
| Internet Layer | Messaging | ICMPv4, ICMPv6 |
| Routing Protocols | OSPF, IGP, EIGRP, ICMPv6 ND | |
| Internet Protocol | IPv4, IPv6, NAT | |
| Network Access Layer | Address Resolution | ARP |
| Data Link Protocols | Ethernet, WLAN |
Esempio di Comunicazione TCP/IP
Un buon esempio di come funziona in pratica è rappresentato nella seguente illustrazione pratica di come i vari livelli del modello TCP/IP funzionano insieme in una tipica connessione web, mostrando esattamente quali protocolli entrano in gioco a ciascun livello durante la comunicazione tra un client e un server web.
• HTTP a livello applicativo (per accedere a una pagina web).
• TCP a livello di trasporto (per garantire la consegna affidabile dei dati).
• IP a livello internet (per instradare i pacchetti).
• Ethernet o WLAN a livello di accesso rete (per trasmettere fisicamente i dati).
Il Modello OSI: Lo Standard Teorico
Il modello OSI (Open Systems Interconnection) rappresenta un’importante struttura teorica per la trasmissione dati su Internet. A differenza del modello TCP/IP, si distingue per la presenza di sette livelli anziché quattro e, sebbene non sia direttamente implementato nella maggior parte delle reti moderne, resta una base teorica fondamentale per comprendere e progettare architetture di rete.
| Livello | Nome | Descrizione | Servizi/Protocolli |
|---|---|---|---|
| 7 | Applicazione | Livello dove le applicazioni accedono ai dati e li presentano all’utente | HTTP, HTTPS, FTP, SMTP, POP3, IMAP, DNS, DHCP, Telnet, SSH |
| 6 | Presentazione | Gestisce cifratura, decifratura e conversione dei dati | SSL/TLS, JPEG, GIF, MPEG, ASCII, EBCDIC, compressione dati |
| 5 | Sessione | Stabilisce, gestisce e termina le sessioni di comunicazione | NetBIOS, RPC, PAP, PPTP, SIP, SQL |
| 4 | Trasporto | Assicura il trasferimento affidabile dei dati | TCP, UDP, SCTP, SPX |
| 3 | Rete | Gestisce l’indirizzamento IP e l’instradamento | IP (IPv4, IPv6), ICMP, IGMP, OSPF, BGP, RIP, ARP |
| 2 | Collegamento Dati | Fornisce la connessione punto-a-punto | Ethernet, PPP, HDLC, Frame Relay, ATM, ARP, L2TP, MPLS |
| 1 | Fisico | Gestisce la trasmissione fisica dei segnali | Ethernet (standard fisici), USB, Bluetooth, IEEE 802.11, SONET/SDH, DSL, ISDN |
Modello TCP/IP vs Modello OSI: Analisi Comparativa
Differenze tra Modello TCP/IP e OSI
Entrambi i modelli adottano un’architettura a livelli per ottimizzare la comunicazione dei dati. Ogni livello ha una funzione specifica, il che facilita l’individuazione e la risoluzione di eventuali problemi. Ad esempio, se si verificano errori nella trasmissione dei dati verso un dispositivo hardware, il problema può essere isolato nel livello di collegamento dati (OSI) o nel Network Interface Layer (TCP/IP).
- Nel modello TCP/IP, più funzioni sono raggruppate in singoli livelli.
- Il modello OSI, invece, suddivide queste funzioni in livelli distinti, offrendo una maggiore granularità.
Segmentazione dei Messaggi
Comprendere il modello di riferimento OSI e il modello di protocollo TCP/IP è essenziale per capire come i dati vengono “impacchettati” ai diversi livelli durante il loro viaggio attraverso la rete.
In teoria, una comunicazione come un video o un’email con allegati di grandi dimensioni potrebbe essere trasmessa come un unico flusso continuo di bit. Tuttavia, questo creerebbe problemi per altri dispositivi che condividono gli stessi canali di comunicazione, causando ritardi significativi. Inoltre, se un collegamento della rete subisse un’interruzione durante la trasmissione, l’intero messaggio andrebbe perso e dovrebbe essere inviato nuovamente da capo.
Per risolvere questo problema, i dati vengono suddivisi in unità più piccole e gestibili. Questo processo, chiamato segmentazione, consiste nella divisione di un flusso di dati in parti più piccole per la trasmissione in rete. Poiché le reti utilizzano la suite di protocolli TCP/IP, i dati vengono inviati in singoli pacchetti IP, simili all’invio di una lunga lettera suddivisa in più cartoline. Ogni pacchetto può seguire percorsi diversi fino a raggiungere la destinazione finale.
La segmentazione offre due vantaggi principali:
- Maggiore velocità – Dividendo un grande flusso di dati in pacchetti, è possibile trasmettere grandi quantità di informazioni senza sovraccaricare il canale di comunicazione. Questo consente di gestire più conversazioni contemporaneamente, grazie a un processo chiamato multiplexing.
- Maggiore efficienza – Se un segmento non raggiunge la destinazione a causa di problemi di rete o congestione, solo quel segmento viene ritrasmesso, evitando di dover rinviare l’intero flusso di dati.
Sequenzializzazione
L’uso della segmentazione e del multiplexing aggiunge un livello di sofisticazione cruciale nel processo di trasmissione dei dati. Immagina di dover spedire una lettera di 100 pagine, ma ogni busta può contenere solo una pagina. Ciò significherebbe inviare 100 buste separate, ognuna con il proprio indirizzo. Le buste potrebbero arrivare in ordine sparso, rendendo necessaria l’aggiunta di un numero di sequenza per consentire al destinatario di ricostruire il messaggio nell’ordine corretto.
Nelle comunicazioni di rete, ogni segmento di un messaggio attraversa un processo analogo per garantire una consegna precisa e affidabile. Il protocollo TCP svolge un ruolo fondamentale in questo meccanismo, implementando un sistema sofisticato di numerazione e riassemblaggio dei segmenti.
La segmentazione non è solo una necessità tecnica, ma una strategia di comunicazione che consente di scomporre messaggi complessi in unità gestibili. Per assicurare l’integrità e la sequenzialità dei dati, ogni segmento riceve un numero identificativo univoco. Attraverso questo meccanismo, il protocollo TCP abilita il destinatario a ricostruire perfettamente il messaggio originale, indipendentemente dall’ordine di arrivo dei pacchetti.
Unità di Dati del Protocollo (PDU)
Quando i dati di un’applicazione vengono trasmessi attraverso la rete, attraversano i diversi livelli del protocollo OSI, dove ogni livello arricchisce i dati con informazioni cruciali sotto forma di intestazioni (header) o piè di pagina (trailer). Questo processo è noto come incapsulamento una tecnica che consente di aggiungere informazioni di contesto e controllo a ogni stadio della trasmissione.
La Protocol Data Unit (PDU) rappresenta l’unità informativa fondamentale scambiata tra entità omologhe a un determinato livello del modello OSI. È come un passaporto che accompagna i dati, fornendo loro un’identità e un insieme di istruzioni specifiche per ogni tappa del loro viaggio attraverso la rete. L’adozione delle PDU permette di standardizzare e ottimizzare la trasmissione dei dati, garantendo un linguaggio comune e una comunicazione efficiente tra i diversi livelli del protocollo.
Attraverso questo processo di incapsulamento, i dati vengono progressivamente arricchiti di informazioni essenziali: indirizzi, controlli di errore, metadati sulla trasmissione, che consentono un instradamento preciso e una ricostruzione accurata del messaggio originale una volta giunto a destinazione.
L’unità di dati prendeno nomi diversi a seconda dello strato del protocollo OSI in cui si trova:
Quando i dati scendono attraverso i livelli del modello OSI (dall’applicazione al fisico), ogni livello aggiunge la propria intestazione e/o coda, incapsulando così i dati del livello superiore. Quando i dati risalgono i livelli (dal fisico all’applicazione), ogni livello rimuove la propria intestazione e/o coda prima di passare i dati al livello superiore.
Il concetto di PDU è fondamentale nella comprensione dell’incapsulamento dei dati nelle reti di comunicazione e garantisce che l’informazione venga correttamente interpretata ad ogni livello del modello.
Incapsulamento e Decapsulamento: Il Viaggio dei Dati
Incapsulamento
L’incapsulamento è il processo attraverso il quale i dati vengono confezionati, aggiungendo a ogni livello del modello OSI un’intestazione contenente informazioni necessarie per la trasmissione.
- Livello Applicazione: L’utente inizia una richiesta (es. accesso a una pagina web)
- Livelli Presentazione e Sessione: I dati vengono formattati e gestiti
- Livello Trasporto: Si aggiungono informazioni sulle porte (es. TCP porta 443)
- Livello Rete: Viene aggiunto l’indirizzo IP di destinazione
- Livello Collegamento: Si inseriscono gli indirizzi MAC
- Livello Fisico: I dati diventano segnali per la trasmissione
Decapsulamento
Quando i dati raggiungono la destinazione, avviene il processo inverso:
- Ogni livello rimuove la propria intestazione
- Le informazioni di controllo vengono elaborate
- Solo il payload originale viene consegnato all’applicazione
Livelli di Rete e Collegamento Dati
I livelli di rete e di collegamento dati sono fondamentali per il trasferimento dei dati tra il dispositivo di origine e quello di destinazione. Ogni protocollo in questi livelli contiene due tipi di indirizzi: uno di sorgente e uno di destinazione. Tuttavia, questi indirizzi hanno funzioni differenti:
I livelli di rete e di collegamento dati sono fondamentali per il corretto trasferimento dei dati tra il dispositivo sorgente e quello di destinazione. Ogni protocollo di questi livelli utilizza due tipi di indirizzi: uno di sorgente e uno di destinazione, ma con scopi differenti.
- Indirizzi al livello di rete (Livello 3 – IP): Gestiscono la consegna dei pacchetti IP dalla sorgente alla destinazione finale, sia che si trovino sulla stessa rete o su reti diverse.
- Indirizzi al livello di collegamento dati (Livello 2 – MAC): Gestiscono la consegna dei frame tra dispositivi all’interno della stessa rete locale (LAN), tramite gli indirizzi fisici (MAC).
La figura sotto mostra i vari livelli dell’OSI Model, evidenziando come gli indirizzi vengono gestiti:
- Livello fisico: Trasferimento dei bit (sincronizzazione e temporizzazione).
- Livello di collegamento dati: Gestione degli indirizzi fisici (MAC).
- Livello di rete: Gestione degli indirizzi logici (IP).
- Livello di trasporto: Identificazione dei processi tramite i numeri di porta.
- Livelli superiori: Gestione dei dati applicativi.
Indirizzo IP (Livello 3) – Cosa È e Come Funziona
Un indirizzo IP è l’indirizzo logico utilizzato al livello di rete (Livello 3) per consegnare il pacchetto IP dalla sorgente originale alla destinazione finale. L’indirizzo IP è essenziale per il corretto instradamento dei pacchetti tra dispositivi, sia che si trovino sulla stessa rete che su reti differenti.
Esempio Pratico di Indirizzo IP
Immagina un pacchetto IP che si sposta da PC1 con indirizzo IP 192.168.1.110, situato a sinistra, verso un server web con indirizzo IP 172.16.1.99, situato a destra. Il pacchetto IP lascia PC1 diretto al router R1, prosegue verso R2 e infine raggiunge il server web. Il pacchetto IP contiene due indirizzi IP:
- Indirizzo IP di Sorgente: L’indirizzo IP del dispositivo di origine (PC1).
- Indirizzo IP di Destinazione: L’indirizzo IP del dispositivo di destinazione (server web).
L’immagine illustra il principio base dell’instradamento di pacchetti IP su una rete. Mostra come i pacchetti viaggiano attraverso più dispositivi di rete (router) prima di raggiungere la destinazione finale.
Struttura di un Indirizzo
Un indirizzo IP è una sequenza numerica che identifica un dispositivo all’interno di una rete. Questo indirizzo è suddiviso in due sezioni principali:
Esempio di Indirizzo IP (IPv4): 192.168.1.45
- Parte di rete:
192.168.1
Questa sezione dell’indirizzo identifica la rete a cui appartiene il dispositivo. Tutti i dispositivi che fanno parte della stessa rete avranno la stessa parte di rete, consentendo loro di comunicare tra di loro all’interno di quel gruppo. - Parte host:
45
Questa sezione è unica per ogni dispositivo all’interno della rete. Nel nostro esempio, il numero45distingue un dispositivo specifico all’interno della rete192.168.1. Ogni dispositivo avrà un identificatore unico nella parte host, proprio come ogni casa ha un numero civico diverso.
Maschera di Sottorete e Prefisso
La maschera di sottorete (o subnet mask) è uno strumento fondamentale nelle reti informatiche, utilizzato per determinare quale parte di un indirizzo IP identifica la rete e quale parte identifica il dispositivo (host). In pratica, agisce come un filtro che separa l’informazione relativa alla rete da quella specifica del dispositivo.
Come Funziona la Maschera di Sottorete?
Prendiamo come esempio un indirizzo IP di tipo IPv4, come 192.168.1.110. Senza una maschera di sottorete, non sarebbe chiaro dove termina la parte di rete e dove inizia la parte destinata ai dispositivi. La maschera di sottorete risolve questo problema, specificando con precisione quali bit dell’indirizzo rappresentano la rete e quali l’host.
Esempio di Maschera di Sottorete in IPv4
Una delle maschere di sottorete più comuni è 255.255.255.0, spesso utilizzata nelle reti private.
Esempio pratico:
• Indirizzo IP: 192.168.1.110
• Maschera di sottorete: 255.255.255.0
Questa maschera si applica così:
• I primi tre ottetti (192.168.1) rappresentano la rete.
• L’ultimo ottetto (110) identifica il dispositivo specifico all’interno di quella rete.
Pertanto, tutti i dispositivi con indirizzi IP che iniziano con 192.168.1 (ad esempio, 192.168.1.1, 192.168.1.50) fanno parte della stessa rete e possono comunicare direttamente tra loro, senza bisogno di un router.
Se invece un dispositivo ha un indirizzo come 192.168.2.5, appartiene a una rete diversa e per comunicare con la rete 192.168.1.x dovrà necessariamente passare attraverso un router.
Il Ruolo degli Indirizzi del Livello di Collegamento Dati: Rete IP Locale
Quando il mittente e il destinatario di un pacchetto IP si trovano sulla stessa rete, il frame di collegamento dati viene inviato direttamente al dispositivo ricevente. In una rete Ethernet, gli indirizzi di collegamento dati sono noti come indirizzi MAC (Media Access Control), come evidenziato nella figura sottostante.
Come Funzionano gli Indirizzi MAC nella Rete Ethernet
La figura mostra l’intestazione del frame Ethernet a livello di collegamento dati e l’intestazione del pacchetto IP a livello di rete, evidenziando il ruolo cruciale dell’indirizzo MAC nel trasferimento delle informazioni tra la sorgente e la destinazione nella stessa rete. Nella parte inferiore della figura, si vede una topologia di rete composta da:
- PC1 con indirizzo IP 192.168.1.110 e indirizzo MAC AA-AA-AA-AA-AA-AA (evidenziato)
- FTP Server con indirizzo IP 192.168.1.9 e indirizzo MAC CC-CC-CC-CC-CC-CC (evidenziato)
- Un altro PC, tutti connessi allo stesso switch.
- Al centro, ci sono tre router a cui lo switch è connesso, mentre a destra è visibile un altro switch collegato a un server.
Esempio pratico di comunicazione locale:
- PC1: IP 192.168.1.110, MAC AA-AA-AA-AA-AA-AA
- FTP Server: IP 192.168.1.9, MAC CC-CC-CC-CC-CC-CC
In questo scenario, quando PC1 invia dati al FTP Server, il pacchetto IP viene incapsulato all’interno di un frame Ethernet. Poiché entrambi i dispositivi si trovano sulla stessa rete locale (192.168.1.x), il frame può essere trasmesso direttamente dal PC1 al FTP Server attraverso lo switch, senza necessità di routing.
Dispositivi su una Rete Remota
Qual è il ruolo degli indirizzi della rete e del collegamento dati quando un dispositivo comunica con un altro su una rete remota? In questo esempio, un computer client, PC1, sta comunicando con un server, denominato Web Server, che si trova su una rete IP differente.
Esempio pratico di comunicazione tra reti diverse:
- PC1: IP 192.168.1.110, MAC AA-AA-AA-AA-AA-AA (Rete A)
- Web Server: IP 172.16.1.99, MAC AB-CD-EF-12-34-56 (Rete B)
- Router R1: IP 192.168.1.1, MAC 11-11-11-11-11-11 (Gateway della Rete A)
- Router R2: IP 172.16.1.1, MAC 22-22-22-22-22-22 (Gateway della Rete B)
Quando PC1 vuole comunicare con il Web Server, il processo si svolge come segue:
- PC1 determina che il destinatario si trova su una rete diversa
- Confrontando la porzione di rete dell’indirizzo IP di destinazione (172.16.1.x) con la propria (192.168.1.x)
- PC1 invia il pacchetto al gateway predefinito (Router R1)
- Indirizzo MAC di destinazione: 11-11-11-11-11-11 (MAC del router R1)
- Indirizzo MAC di origine: AA-AA-AA-AA-AA-AA (MAC di PC1)
- Indirizzo IP di origine: 192.168.1.110 (IP di PC1)
- Indirizzo IP di destinazione: 172.16.1.99 (IP del Web Server)
- Router R1 riceve il pacchetto e lo inoltra a Router R2
- Il router R1 rimuove l’intestazione Ethernet originale
- Analizza l’indirizzo IP di destinazione per determinare la rete successiva
- Crea una nuova intestazione Ethernet per inoltrare il pacchetto a R2
- Router R2 riceve il pacchetto e lo inoltra al Web Server
- Il router R2 rimuove l’intestazione Ethernet ricevuta da R1
- Crea una nuova intestazione Ethernet con:
- Indirizzo MAC di destinazione: AB-CD-EF-12-34-56 (MAC del Web Server)
- Indirizzo MAC di origine: 22-22-22-22-22-22 (MAC del router R2)
- Inoltra il pacchetto al Web Server
- Indirizzo MAC di destinazione: Quando si comunica tra reti diverse, l’indirizzo MAC di destinazione nel frame Ethernet è sempre quello del gateway predefinito (router) sulla rete locale, non quello del dispositivo finale.
- Ruolo del gateway predefinito: È il router che collega la rete locale ad altre reti e rappresenta il “punto di uscita” per tutti i pacchetti destinati a reti esterne.
- Riscrittura delle intestazioni Ethernet: Mentre l’indirizzo IP di origine e destinazione rimane invariato durante tutto il percorso del pacchetto, gli indirizzi MAC nell’intestazione Ethernet vengono riscritti ad ogni passaggio tra router.
