Il Transmission Control Protocol/Internet Protocol (TCP/IP) costituisce una fondamentale suite di protocolli, abilitando la comunicazione e la connessione tra computer.
Esistono innumerevoli risorse online che approfondiscono il funzionamento di TCP/IP. Ma cosa rende unico questo articolo?
L’obiettivo principale qui è fornire una panoramica essenziale, una base solida per chiunque voglia esplorare in dettaglio questo argomento in futuro.
Modello TCP/IP: Le Origini
Il modello TCP/IP è un concetto basilare nello studio delle reti di computer, ed è molto probabile che gli studenti di informatica lo abbiano già incontrato.
Questo articolo non intende essere un testo accademico, ma piuttosto un rapido riepilogo della storia di TCP/IP, accessibile anche a chi non ha una formazione tecnica.
Ecco in sintesi:
Negli anni ’70, Vint Cerf e Bob Kahn hanno delineato il modello TCP/IP, con l’intento di ottimizzare l’interconnessione tra computer.
Precedentemente, si utilizzavano il Network Control Protocol e il protocollo 1822.
Nello stesso periodo, altri ingegneri e organizzazioni lavoravano allo sviluppo di un protocollo di comunicazione che facilitasse l’interconnessione dei computer a livello globale.
Un esempio di tali modelli è l’OSI (Open Systems Interconnection). Nonostante abbia contribuito a una migliore comprensione dei processi di rete, non si rivelò ideale per l’implementazione pratica.
Per chi fosse interessato, esiste una risorsa dedicata ai Livelli del Modello OSI.
In conclusione, il modello TCP/IP si è affermato come protocollo di comunicazione standard, mentre il modello OSI è rimasto un punto di riferimento per la teoria delle reti.
È importante sottolineare che senza TCP/IP, non sarebbe possibile accedere al nostro sito web, o ad altri servizi Internet, in modo rapido ed efficiente. Incredibile, vero?
Ora che ne hai un’idea, passiamo ai dettagli tecnici.
La Differenza tra Transmission Control Protocol (TCP) e Internet Protocol (IP)
Per comprendere il modello TCP/IP è essenziale chiarire la differenza tra i due protocolli che lo compongono, entrambi operanti nella rete di computer.
L’Internet Protocol (IP) definisce le regole per l’invio dei pacchetti di dati alla corretta destinazione. Ogni dispositivo connesso ha un indirizzo IP, che consente ai dati di essere indirizzati correttamente.
Gli indirizzi IP sono simili ai numeri di telefono. Per saperne di più, consulta la nostra guida sugli indirizzi IP.
IP non è in grado di garantire l’ordine dei pacchetti, né che raggiungano la destinazione come previsto. Qui entra in gioco TCP, che assicura che i pacchetti siano ordinati correttamente e che arrivino intatti a destinazione.
In sostanza, TCP è responsabile dell’invio e della ricezione affidabile dei dati.
Caratteristiche del Modello TCP/IP
Il modello TCP/IP si è distinto per le sue caratteristiche, che hanno permesso ai sistemi e alle reti di adottarlo rapidamente.
Ecco alcune delle caratteristiche principali:
- Facilità di connessione tra diversi tipi di computer.
- Riordino dei pacchetti di dati, garantendo la corretta ricezione dei messaggi, anche in presenza di congestione della rete.
- Supporto del controllo degli errori, che ne aumenta l’affidabilità.
- Implementazione flessibile, adatta a reti di varie dimensioni.
- Elevata scalabilità, grazie all’architettura client-server.
- Compatibilità con numerosi protocolli, per molteplici casi d’uso.
- Comunicazione multipiattaforma semplificata.
- Operatività indipendente.
TCP/IP: I Quattro Livelli
A differenza del modello OSI, TCP/IP si articola in quattro livelli:
- Accesso alla Rete
- Internet
- Trasporto
- Applicazione
Il flusso dei dati può avvenire dall’alto verso il basso, o viceversa, a seconda che i dati vengano inviati o ricevuti. È fondamentale conoscere le funzioni di ogni livello per comprendere il funzionamento di TCP/IP.
# 1. Accesso alla Rete (Livello 1)
Questo livello, il più basso, si occupa della connessione fisica e del trasferimento dei dati tra i computer, ovvero di come i dati vengono trasmessi fisicamente.
Ne sono esempi i supporti di trasferimento dati (fibra, wireless, ecc.), la struttura dei pacchetti e la mappatura degli indirizzi IP agli indirizzi fisici utilizzati dalla rete.
In sostanza, questo livello coinvolge l’infrastruttura tecnica delle reti, inclusi i driver e i cavi.
L’RFC 826 (Address Resolution Protocol) è uno dei protocolli di questo livello, che associa gli indirizzi IP agli indirizzi Ethernet.
Il livello di accesso alla rete è trasparente per gli utenti, ma costituisce la base del modello.
#2. Internet (Livello 2)
Il livello Internet gestisce il traffico dati per una comunicazione veloce ed efficiente.
I dati sono raggruppati in datagrammi IP, che includono l’indirizzo di origine e di destinazione. Il livello Internet si occupa dell’inoltro dei dati, del loro instradamento e della gestione degli indirizzi logici.
Questo livello gestisce gli indirizzi sia in fase di invio che di ricezione.
Avendo a che fare con indirizzi di origine e destinazione, è fondamentale che i pacchetti di dati raggiungano la corretta destinazione e nell’ordine giusto.
#3. Trasporto (Livello 3)
Il livello di trasporto ha una funzione simile a quella degli addetti alle consegne di Amazon. È supportato da un firewall.
È spesso definito livello “host-to-host”, poiché il suo obiettivo è garantire l’integrità end-to-end dei dati, permettendo una comunicazione bidirezionale.
Questo livello assicura che i pacchetti di dati raggiungano la destinazione, dividendoli in segmenti. Inoltre, garantisce che il livello applicativo riceva l’intero messaggio tramite un meccanismo di riscontro.
Quando invia un messaggio al livello applicativo, si concentra sulla quantità di dati inviati, sull’ordine e sulla destinazione. Quando riceve un messaggio dal livello applicativo, si occupa della de-segmentazione e del controllo degli errori.
Protocolli come TCP e UDP sono operativi a questo livello, garantendo una connessione affidabile.
#4. Applicazione (Livello 4)
Questo livello, il più alto, riguarda le applicazioni con cui l’utente interagisce, come browser, client di posta elettronica, ecc.
L’interfaccia utente e i servizi dell’applicazione sono inclusi in questo livello, che si occupa di processi come la crittografia, la decrittografia, la compressione e la decompressione. Inoltre, formatta i messaggi per il livello di trasporto, assicurando che vengano inviati correttamente (e ricevuti/interpretati dall’applicazione ricevente).
Protocolli come DNS, HTTP, FTP e SMTP operano in questo livello, garantendo il corretto invio e ricezione dei dati sulla rete.
Qual è la Funzione di TCP/IP?
TCP/IP permette il trasferimento affidabile dei dati tra computer.
Per farlo, suddivide i dati in pacchetti, che poi riassembla una volta giunti a destinazione.
Il concetto di pacchetti di dati può essere paragonato ai pezzi di un puzzle. Solo avendo tutti i pezzi si può comprendere l’insieme.
La suddivisione dei messaggi in pacchetti garantisce affidabilità e accuratezza. Ogni pacchetto può seguire un percorso diverso, assicurando che raggiunga la sua destinazione.
Al contrario, se un messaggio fosse inviato per intero, in caso di errore, si perderebbe completamente e sarebbe necessario inviarlo di nuovo.
Il modello a quattro livelli aiuta a chiarire ulteriormente questo processo.
Quando i dati vengono inviati da un computer, passano attraverso tutti i quattro livelli in un ordine specifico, dove vengono suddivisi in pacchetti e inviati (Livello 1 → Livello 4).
Sul computer ricevente, i dati vengono riassemblati passando attraverso gli stessi quattro livelli in ordine inverso (Livello 4 → Livello 1).
Altri Protocolli Internet Comuni
TCP/IP include i protocolli essenziali per l’esperienza Internet.
Tra i protocolli Internet standard, si ricordano HTTP, HTTPS, FTP, POP3 e SMTP:
- HTTP (Hypertext Transfer Protocol) collega un utente al server web (tramite un browser) per l’interazione e lo scambio di informazioni.
- HTTPS (HTTP Secure) fornisce una connessione crittografata al server web, proteggendo la comunicazione da eventuali intercettazioni.
- FTP (File Transfer Protocol) permette il trasferimento di file tra server, o da un server a un computer.
- POP3 (Post Office Protocol 3) permette a un client di posta elettronica di scaricare email da un server, rendendole disponibili offline.
- SMTP (Simple Mail Transfer Protocol) permette di inviare e ricevere email.
TCP/IP è lo Standard, ma non è Sempre la Soluzione Migliore
I vantaggi di questo modello superano i suoi svantaggi. Tuttavia, è importante sapere che la configurazione di TCP/IP è complessa, che non è ideale per reti più piccole, e che i suoi protocolli non sono facilmente sostituibili.
Inoltre, non è sempre ideale per descrivere tutti i livelli in modo chiaro. Il modello OSI è preferito per comprendere il funzionamento completo di tutto il sistema.
Nonostante ciò, TCP/IP continua a gestire la maggior parte delle operazioni cruciali, permettendoci di inviare e ricevere informazioni in modo efficiente.