Che cosa sono i livelli di rete?

Nelle tecnologie informatiche, i livelli di rete sono una struttura concettuale che fornisce una comune descrizione dell'architettura di una rete informatica e dell'interrelazione tra le varie tecnologie alla base delle comunicazioni di rete. Oggi, vengono ampiamente utilizzati due modelli di riferimento per i livelli di rete: il modello di interconnessione a sistema aperto (OSI) e il modello TCP/IP, che sono i più comunemente utilizzati.

Esistono altri livelli di rete come l'UDP e l'ICMP, che vengono tutti eseguiti sulla rete IP, nonché il modello RINA (Recursive InterNetwork Architecture). Il modello TCP/IP è stato utilizzato come modello DoD (Department of Defense), modello DARPA o modello ARPANET, ma è stato cambiato a causa del fatto che si trattava di servizi statali e non di standard per un uso più generale.

Le reti informatiche sono tecnologie molto complesse che includono vari tipi di software, sistemi operativi, computer, router, switch, firewall, connessioni e molto altro. Una struttura che suddivide tutta questa tecnologia in varie categorie o livelli aiuta ad organizzare le comunicazioni del sistema e a risolvere i problemi in modo più efficiente. Una struttura di livelli di rete, inoltre, migliora l'interoperabilità dei vendor creando degli standard per la comunicazione tra i dispositivi. I livelli aiutano i vendor ad adottare standard e protocolli in grado di garantire coerenza nella modalità di interazione delle tecnologie nei vari livelli.

Il modello OSI è un prodotto funzionante del gruppo OSI (Open Systems Integration) che fa parte dell'ISO International Organization for Standardization) ed è stato pubblicato per la prima volta nel 1984. Il modello di riferimento OSI suddivide i complessi sistemi di rete in sette livelli discreti sulla base dei tipi di attività eseguite e sul ruolo di ciascuna sistema all'interno delle tecnologie di rete. I livelli di rete OSI includono:

• Livello 1: il livello fisico. Il livello fisico invia e riceve flussi di bit di dati non elaborati tramite un supporto fisico.
• Livello 2: il livello DLL (Data Link Layer). Questo livello definisce il formato dei dati da trasmettere, suddividendoli in frame per il passaggio al livello fisico. Inoltre, gestisce le connessioni tra i diversi nodi, controlla gli errori e termina le connessioni una volta completata una sessione.
• Livello 3: il livello di rete. Il livello di rete è responsabile dell'inoltro e dell'instradamento dei pacchetti di dati in modo efficiente tra più reti.
• Livello 4: il livello di trasporto. Questo livello coordina il trasferimento dei dati end-to-end in modo affidabile e trasparente tra gli host di rete.
• Livello 5: il livello di sessione. Il livello di sessione gestisce le sessioni di comunicazione e sincronizzazione tra le applicazioni su diversi dispositivi. Inoltre, si occupa di configurare, autenticare, terminare e riconnettere le comunicazioni.
• Livello 6: il livello di presentazione. Questo livello converte i dati per il livello di applicazione, gestendo la formattazione, la compressione, la crittografia e la decrittografia dei dati.
• Livello 7: il livello di applicazione. Questo livello fornisce i servizi di rete direttamente alle applicazioni, inclusi i protocolli per l'e-mail, la navigazione sul web e il trasferimento di file.

Il modello TCP/IP è un altro riferimento ampiamente utilizzato per descrivere i livelli di rete. I quattro livelli del modello TCP/IP includono:

• Il livello di applicazione. Questo livello combina i livelli di applicazione, presentazione e sessione del modello OSI. Il livello di applicazione fornisce i protocolli specifici dell'applicazione per servizi come la navigazione nel web (HTTP), l'e-mail (SMTP) e il trasferimento di file (FTP). I servizi DNS funzionano solo al livello di applicazione.
• Il livello di trasporto. Questo livello associa il livello di trasporto del modello OSI e gestisce i servizi di comunicazione, tra cui una trasmissione affidabile tramite il protocollo TCP (Transmission Control Protocol) o la delivery dei datagrammi priva di connessione tramite il protocollo UDP (User Datagram Protocol).
• Il livello Internet. Questo livello è equivalente al livello di rete del modello OSI ed è responsabile dell'indirizzamento, dell'instradamento e della gestione della frammentazione dei pacchetti IP. Oltre al protocollo Internet (IP), l'ARP, l'IGMP e l'ICMP funzionano anche a questo livello.
• Il livello di accesso alla rete. Questo livello, correlato al livello fisico e al livello DLL (Data Link Layer) del modello OSI, gestisce la trasmissione dei datagrammi di rete tramite specifiche reti fisiche.

In generale, il modello OSI fornisce una struttura più completa e modulare, mentre il TCP/IP è un modello più semplice ampiamente adottato e rilevante dal punto di vista pratica.

• L'OSI è un modello generico e indipendente dal protocollo, che è stato progettato per includere e descrivere tutte le forme di comunicazione di rete. Al contrario, il TCP/IP è un modello funzionale che è basato su specifici protocolli standard che consentono di risolvere determinati problemi di comunicazione.
• Nella struttura modulare del modello OSI, ogni livello OSI è distinto e svolge specifiche funzioni in modo da semplificare la risoluzione dei problemi e l'interoperabilità dei protocolli tra un livello e l'altro. Il modello OSI fornisce anche una struttura standardizzata per le comunicazioni di rete, migliorando la compatibilità e l'interoperabilità tra i prodotti dei vari vendor.
• Il modello TCP/IP è strettamente allineato all'effettiva implementazione dei protocolli di rete utilizzati oggi in Internet. Le sue caratteristiche di flessibilità e semplicità lo rendono adatto ad un'ampia gamma di dimensioni e topologie di rete.