Protocolli di comunicazione

Livello fisico - Sistemi e Reti

Sintassi, semantica e temporizzazione nello scambio di messaggi
Regole, formato dei dati, significato dei campi e ordine temporale
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Concetti principali
  • definizione di protocollo di comunicazione;
  • differenza tra sintassi, semantica e temporizzazione;
  • ruolo delle regole condivise nello scambio di messaggi;
  • esempio di comunicazione ARP e ICMP in rete locale.
Definizione

Un protocollo è un insieme di regole formali che stabilisce come due o più soggetti devono comunicare. Nelle reti informatiche queste regole definiscono il formato dei messaggi, il significato delle informazioni scambiate e l'ordine corretto degli eventi.

Senza un protocollo condiviso, due dispositivi possono anche essere collegati fisicamente, ma non sono in grado di interpretare correttamente i dati ricevuti.

Sintassi

La sintassi descrive la forma del messaggio: struttura, ordine dei campi, dimensione dei campi e codifica dei valori.

  • posizione dell'indirizzo sorgente e dell'indirizzo destinazione;
  • lunghezza dei campi di intestazione;
  • sequenza dei bit e dei byte;
  • formato ammesso per comandi, risposte e dati.
Semantica

La semantica descrive il significato dei campi e delle azioni. Due messaggi possono avere una sintassi corretta, ma assumere significati diversi in base al valore dei campi.

  • un campo può indicare richiesta, risposta, errore o conferma;
  • un codice numerico può rappresentare un comando preciso;
  • un indirizzo può identificare il mittente o il destinatario;
  • un valore di controllo può stabilire se il messaggio è valido.
Temporizzazione

La temporizzazione stabilisce quando un messaggio può essere inviato, quanto tempo attendere una risposta, in quale ordine devono avvenire gli scambi e cosa fare in caso di ritardo.

Molti protocolli prevedono timeout, ritrasmissioni e sequenze obbligate. Un messaggio corretto, inviato nel momento sbagliato, può essere scartato.

Esempio in rete locale
  1. Un host deve comunicare con un altro host della stessa rete.
  2. Se non conosce il MAC di destinazione, invia una richiesta ARP in broadcast.
  3. L'host interessato risponde con il proprio indirizzo MAC.
  4. La comunicazione prosegue con trame Ethernet unicast.
Sintesi finale

Un protocollo non coincide con il cavo, con il segnale o con il programma che lo usa. È l'insieme delle regole che rende interpretabile la comunicazione. La sintassi definisce la forma, la semantica definisce il significato, la temporizzazione definisce l'ordine e i tempi dello scambio.