Ottimizzazione dei Processi di Comunicazione Dati: Un Approfondimento su Server, Client e Protocolli

I Sette Passi del Processo di Conversione dei Dati di Comunicazione Umana

1. L'utente inserisce i dati attraverso un'interfaccia hardware.
2. Software e hardware convertono i dati in un formato digitale.
3. I servizi applicativi avviano il trasferimento dei dati.
4. Il modello OSI incapsula i dati verso il basso dello stack.
5. I dati incapsulati vengono trasmessi dal mezzo alla destinazione.
6. Il modello OSI nei dati di destinazione decapsula i dati verso l'alto dello stack.
7. I dati sono pronti per l'elaborazione da parte del dispositivo finale.

Le Due Forme di Software Applicativo e lo Scopo di Ciascun Livello

Il software applicativo ha due forme: applicazioni e servizi. Le applicazioni sono progettate per interagire con noi. L'applicazione è un software utente. Se il dispositivo è un computer, l'applicazione è in genere avviata dall'utente. Anche se ci possono essere diversi strati di supporto, il software applicativo fornisce un'interfaccia tra le persone e l'hardware. Il processo applicativo avvia il trasferimento dei dati quando l'utente preme il pulsante "Invia" o esegue un'azione simile.

I servizi sono programmi in background che svolgono una particolare funzione della rete dati. I servizi vengono richiamati da un dispositivo connesso alla rete o da un'applicazione. Ad esempio, un servizio di rete può fornire funzioni di trasmissione dei dati o la conversione dei formati di dati in una rete. In generale, l'utente finale non può vedere o accedere direttamente ai servizi. Questi forniscono il collegamento tra l'applicazione e la rete.

Significato dei Termini Server e Client nel Contesto delle Reti Dati

L'endpoint che è la fonte dei dati di comunicazione è chiamato server, mentre quello che li riceve è chiamato client. I processi client e server sono i servizi a livello di applicazione che forniscono la base per la connettività della rete dati. In alcuni casi, "server" e "client" sono dispositivi che svolgono questa funzione in modo specifico ed esclusivo.

I server sono un serbatoio e una fonte di informazioni in una sola volta, come file di testo, database, immagini, video o file audio registrati in precedenza. Il ruolo del server può gestire le comunicazioni in cui si verificano. Questa comunicazione si chiama "tempo reale". Gli esempi includono un server di registrazione di studenti universitari, in cui molti utenti possono accedere allo stesso database simultaneamente, ma tutti richiedono le stesse informazioni aggiornate.

Il processo server può essere chiamato "demone server" e funziona in background, piuttosto che sotto il diretto controllo di un utente finale. Questi processi server rendono la comunicazione dei dati a disposizione della rete dati. Si dice che i processi server "ascoltino" la richiesta di un client.

Il processo client, all'altro capo della comunicazione attraverso la rete dati, permette all'utente di effettuare le richieste di dati da un server. Il software client utilizza in genere un programma avviato da un utente. Il client avvia il flusso di comunicazione dei dati dal server inviando le richieste al server. Il server risponde avviando l'invio di uno o più flussi di dati al client. Oltre all'effettivo trasferimento dei dati, questo scambio può includere l'autenticazione dell'utente e l'identificazione del file di dati da trasferire. Anche se di solito si considerano i flussi di dati dal server al client, c'è sempre un certo flusso dal client al server. Un trasferimento di dati dal client al server viene chiamato caricamento (upload) e il trasferimento di dati da un server al client viene chiamato scaricamento (download).

Esempi di servizi client-server comuni includono DNS (Domain Name Service), FTP (File Transfer Service), HTTP (Hypertext Transfer Protocol) e Telnet (Telescrivente Service di Rete).

Confronto tra Trasferimento Dati Client-Server e Peer-to-Peer

Il trasferimento client/server si riferisce specificamente alla fonte di dati centralizzata, con l'endpoint di comunicazione come server e l'endpoint che riceve come client.

Con il trasferimento dati peer-to-peer, i servizi client e server sono utilizzati nell'ambito della stessa conversazione. Entrambe le estremità possono avviare la comunicazione e la condivisione, e i due dispositivi sono considerati uguali nel processo di comunicazione. I dispositivi alle due estremità della comunicazione sono chiamati peer. A differenza del modello client/server, in una rete peer i dati sono distribuiti e non centralizzati. Inoltre, una volta stabilita la comunicazione, i peer comunicano direttamente, i dati non sono trattati a livello di applicazione da un altro dispositivo in rete.

Cinque Funzioni Generali che Specificano il Livello del Protocollo Applicativo

1. I processi che hanno luogo alle due estremità della comunicazione: comprende cosa dovrebbe succedere con i dati e come deve essere strutturata l'unità dati del protocollo.
2. I tipi di messaggi: possono includere richieste, ricevute, messaggi di dati, messaggi di stato e messaggi di errore.
3. La sintassi del messaggio: fornisce l'ordine previsto delle informazioni (campi) in un messaggio.
4. Il significato dei campi: i tipi specifici di messaggio devono essere coerenti affinché i servizi agiscano correttamente in conformità con le informazioni.
5. Dialoghi del messaggio: si determina quale tipo di risposta si verifica per ogni messaggio, per invocare i servizi corretti e far avvenire il trasferimento dei dati.

Obiettivi Specifici dei Protocolli di Livello Applicazione: DNS, HTTP, SMB, SMTP/POP

Tutti questi protocolli utilizzano processi client/server.

• Domain Name System (DNS): fornisce agli utenti un servizio automatico che collega o risolve i nomi delle risorse e i domini di posta elettronica all'indirizzo di rete numerico del dispositivo corretto. Questo servizio è a disposizione di chiunque sia collegato a Internet per eseguire un'applicazione a livello di applicazione come un browser web o un client di posta elettronica.
• Hypertext Transfer Protocol (HTTP): è attualmente utilizzato per i sistemi informativi distribuiti ipermediali collaborativi. HTTP è utilizzato dal World Wide Web (WWW) per trasferire i dati dal server Web al client web.
• Server Message Block (SMB): descrive la struttura di condivisione delle risorse di rete come directory, file, stampanti e porte seriali tra computer.
• Simple Mail Transfer Protocol (SMTP): gestisce l'invio della posta in uscita dal client al server di posta e la consegna della posta tra i server di posta, permettendo quindi lo scambio di posta elettronica tramite Internet.
• POP o POP3 (Post Office Protocol versione 3): gestisce la consegna della posta elettronica dal server di posta al client.

Confronto dei Messaggi Scambiati dai Protocolli di Livello Applicazione (DNS, HTTP, SMB, SMTP/POP) per Consentire il Completamento del Trasferimento Dati

• DNS: comprende la consultazione, le risposte e i formati di dati standard. Le comunicazioni del protocollo DNS sono condotte in un unico formato chiamato messaggio. Questo formato di messaggio viene utilizzato per tutti i tipi di richieste dei client e le risposte del server, i messaggi di errore e per trasferire informazioni tra i record di risorse dei server.
• HTTP: è un protocollo di richiesta/risposta. Un'applicazione a livello di applicazione client, di solito un browser Web, invia un messaggio di richiesta al server. Il server risponde con il messaggio appropriato.
• SMB: utilizza un formato comune: l'avvio, l'autenticazione e la chiusura delle sessioni per controllare l'accesso a file e stampanti, per consentire a un'applicazione di inviare o ricevere messaggi da o verso un altro dispositivo.
• SMTP: specifica i comandi e le risposte relative all'accesso, alla transazione elettronica, alla spedizione della posta, alla verifica dei nomi delle caselle di posta, all'espansione delle mailing list e all'apertura e chiusura degli scambi.
• POP: è un rappresentante del protocollo client/server in cui il server attende le connessioni del client e il client avvia la connessione al server. Quindi, il server può trasferire l'e-mail.

Tutti i protocolli precedenti utilizzano i messaggi di richiesta/risposta client/server. Mentre gli utenti utilizzano direttamente le applicazioni che usano HTTP (browser Web), SMB (file manager) e SMTP/POP (client e-mail), il funzionamento del DNS avviene come base di tali applicazioni ed è completamente trasparente per l'utente.