CURS RETELE DE DATE

CURS RETELE DE DATE

Subiecte:

1.Ce inseamna bit? Dar byte? Care este diferenta? Cum s-a facut codul ASCII - American Standard Code for Information Interchange?

2.Baza 2, 10 si hexa.

3.De ce a aparut reteaua?

4.Tipuri de retea? Topologii?

5.Echipamente de retea: enumerare, simboluri si descriere.

6.Medii de transmisiune.

7.Modelul OSI.

8.Modelul TCP/IP: Protocoalele folosite; comparative intre ele.

9.Switching, rutare, vlan, NAT, mac-address, clase adrese IP, protocoale.

10.Simulator

Raspunsuri:

Ce inseamna bit? Dar byte? Care este diferenta? Cum s-a facut codul ASCII - American Standard Code for Information Interchange?

Interconectarea retelelor de calculatoare la nivel mondial a condus la ceea ce noi numim INTERNET. Reteaua Internet a aparut acum 20 de ani, printr-un efort de a conecta reteaua Departamentului Apararii Statelor Unite (cunoscuta sub numele de ARPAnet - Advanced Research Projects Agency) cu alte retele conectate prin dispozitive radio sau satelit. ARPAnet a fost o retea experimentala proiectata sa asigure suportul pentru cercetarea militara - in particular cercetari privind construirea unor retele care puteau rezista cu succes unor intreruperi partiale. Una din cele mai importante retele noi aparute ulterior a fost NSFNET, infiintata de NSF (National Science Fundation), o agentie guvernamentala americana. Spre sfirsitul anilor `80 aceasta organizatie a creat cinci noduri de comunicatii puternice in centrele universitare americane cele mai importante. Problema care aparea acum era datorata costului ridicat al serviciului telefonic prin linii telefonice inchiriate pe distante foarte mari. Solutia a constat in infiintarea unor centre regionale. Astfel aproape fiecare campus universitar a fost conectat la centrul Internet cel mai apropiat. 1982 - ARPANet s-a unit cu MILNet (Retea militara) cu NSFNet (cercetatori si oameni de stiinta) si cu alte retele (de exemplu BITNet si USENet, retele concepute pentru schimbul de stiri). Acum in anii 90 Internet creste cu o viteza pe care cercetatorii sau fondatorii acestei retele nici nu au visat-o. Noi companii se lanseaza cu o viteza fenomenala si multe persoane acceseaza Internet prin distribuitori sau servicii familiare. Astfel la ora actuala sunt peste 23 000 de sisteme de retele direct accesibile prin Internet. Pentru a rula o aplicatie soft, calculatoarele trebuie sa traduca codul soft intr-o forma binara, iar apoi acea forma binara va trebui tradusa intr-un limbaj pe care sa-l intelegem. Calculatoarele lucreaza (opereaza) cu biti: 1 sau 0. Computerele gandesc in forma binara. ASCII este unul dintre sistemele de codare folosit in reteaua locala. Informatia care circula prin calculatoare este de fapt bitul 1 sau 0. Bitii sunt digiti binari. Ei pot fi 1 sau 0. Calculatoarele opereaza cu circuite on/off. De exemplu 0 este reprezentat prin 0V iar 1 prin +5V. Un grup de 8 biti formeaza un byte. Bitul este reprezentat prin b iar byte-ul prin B.

1 byte=8 biti

1kbyte=1024byte; multi cred ca 1kbyte are 1000bytes, este si normal, insa calculatoarele se bazeaza pe sistemul binar. Asta inseamna ca de ex. memoria este masurata in puteri ale lui 2. Prin urmare:

2¹⁰ = 1024. Deci 2¹⁰ = 1024.

Daca 1kbyte = 1024bytes, atunci: 1Mbyte = 1024 Kbytes; 1Gbyte = 1024Mbytes si 1Tbyte = 1Gbytes.

2. a). Sistem binar (in baza 2)

Se numeste asa deoarece foloseste doar doua simboluri (0 si 1).Acest sistem e bazat pe puteri ale lui 2.

Vom lua un exemplu:

Numarul 101100 = (0*2⁰ ) + (0*2¹ ) + (1*2² ) + (1*2³ ) + (0*2⁴ ) + (1*2⁵ )

b). Sistemul decimal (in baza 10)

Se numeste asa deoarece foloseste 10 simboluri si combinatii ale lor pentru a reprezenta toate numerele posibile. Digitii 0,1,2,3,4,5,6,7,8,9 formeaza sistemul in baza 10. Acest sistem este bazat pe puteri ale lui 10.

Numarul 2134 = (2*10³) + (1*10²) + (3*10¹) + (4*10⁰)

c). Sistemul hexadecimal (in baza 16)

Se numeste asa deoarece foloseste 16 simboluri (0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, A, B, C, D, E ,F). Acest sistem este bazat pep uteri ale lui 16.

Numarul 4F6A = (4*16³) + (F*16²) +(6*16¹) +(A*16⁰), unde A = 10, B = 11, C = 12, D = 13, E = 14, F = 15.

Vom converti acum un numar decimal intr-un numar binar

Exemplu: 192 il vom imparti la 2:

192:2 = 96 , rest 0

96:2 = 48, rest 0

48:2 = 24, rest 0

24:2 = 12 , rest o

12:2 = 6 , rest 0

6:2 = 3 , rest 1

3:2 = 1 , rest 1

Apoi vom lua toate resturile de la dreapta la stanga (sau in cazul nostru de jos in sus) si vom obtine numarul binar: 11000000.

Vom converti acum un numar binar intr-un numar decimal.

Exemplu: 01110000 Vom privi de la dreapta la stanga si vom ridica la puteri ale lui 2:

Vom converti acum un numar hexazecimal intr-un numar decimal.

A = 10, B = 11, C = 12, D = 13, E = 14, F = 15.

Exemplu: 4F6A = (4*16³) + (F*16²) +(6*16¹) +(A*16⁰) = (4*4096) + (15*256) + (6*16) + (10*1) = 16384 + 3840 + 96 + 10 = 20330

Vom converti acum un numar decimal intr-un numar hexazecimal.

Exemplu: 24032 il vom imparti la 16:

24032:16 = 1502, rest 0

1502:16 = 93 , rest 14

93:16 = 5, rest 13

5:16 = 0, rest 5

Vom citi de jos in sus toate resturile si vom obtine numarul 5 13 14 0 = 5 D E 0

3. De ce a aparut reteaua?

Raspunsul este simplu, pentru interconectarea calculatoarelor. Reteaua internet poate fi considerate ca un mediu informational si de calcul, cu bogate surse si servicii care permit oamenilor sa se informeze, sa schimbe idei, sa se formeze sis a se autoinstruiasca si sa partajeze informatii.

Reteaua de calculatoare reprezinta un ansamblu de calculatoare (sisteme de calcul) interconectate prin intermediul unor medii de comunicare (cablu coaxial, fibra optica, linie telefonica, ghid de unda), in scopul utilizarii in comun de catre mai multi utilizatori, chiar la nivel mondial, a tuturor resurselor fizice (hardware), logice (software de baza si aplicatii) si informationale (baze de date) associate calculatoarelor din retea. Pentru a interconecta 2 calculatoare avem nevoie de o placa de retea - NIC Network Interface Card. NIC-ul este o placa ce permite comunicarea in retea de la si catre un computer. Denumita si adaptor LAN, ea se monteaza intr-un slot de extensie (PCI) al placii de baza avand un port prin care se realizeaza conectarea in retea a computerului. NIC-ul are nevoie de un driver prin care poate fi controlata. In cazul in care cartela este plug&play, resursele sunt configurate in mod automat implificandu-se instalare. In general, orice cartela de retea indeplineste urmatoarele functii:

pregateste datele pentru a putea fi transmise printr-un mediu.

transmite datele.

controleaza fluxul datelor de la PC la mediul de transmisiune.

Pentru a functiona, fiecare NIC necesita o intrerupere (IRQ - Interrupt Request Line), o adresa I / O (IN / OUT) si o adresa de memorie (Memory I / O address). Intreruperea o putem asocia unei resurse prin care procesorul si celelalte componente ale PC-ului isi acorda atentie unele altora. Unele din aceste intreruperi sunt atribuite anumitor dispozitive chiar daca acestea nu au fost inca instalate fizic in calculator (de exemplu LPT2 pentru o a doua imprimanta). In cazul placilor de retea, atribuirea unei intreruperi depinde de numarul intreruperii disponibile pe calculator si de numarul intreruperii prin care placa de retea a fost proiectata sa acceseze sistemul. Adresa de memorie va contine informatii despre zona de memorie pe care respectivul dispozitiv si sistemul de operare o vor folosi pentru a-si transmite datele. NIC-ul este un circuit care asculta in permanenta canalul de comunicatie. Daca canalul este liber atunci NIC-ul emite si continua sa asculte pe cablu. Daca canalul nu este liber (exista coliziuni, adica conflicte) atunci NIC-ul opreste transmisia mesajului, emite un semnal de Jam (alarma) pentru celelalte calculatoare. NIC-ul retransmite dupa un interval aleator.

Tipuri de retea. Topologii.

a). LAN - Local Area Network este o retea locala care lucreaza la nivelul unei cladiri sau al unui grup de cladiri avand distanta intre statiile de lucru intre 10 - 1000 m. O astfel de retea se caracterizeaza prin:

1. operare intr-o arie geografica limitata.

2.permite accesul utilizatorilor la medii de transmisie cu latime de banda mare.

3.ofera conectivitate continua pentru serviciile locale.

4.conecteaza fizic echipamnetele adiacente.

b). MAN - Metropolitan Area Network reprezinta o extensie a retelelor LAN si utilizeaza in mod normal tehnologii similare cu acestea. Aceste retele pot fi atat private cat si publice. O retea MAN contine numai un cablu sau doua, fara sa contina elemente de comutare care dirijeaza pachetele pe una dintre cele cateva posibile linii de iesire. Un aspect important al acestui tip de retea este prezenta unui mediu de difuzare la care sunt atasate toate calculatoarele. Aceste retele functioneaza, in general, la nivel de oras.

c). WAN - Wide Area Network sunt acele retele care acopera o arie geografica intinsa - deseori o tara sau un continent intreg. In aceasta retea calculatoarele se numesc gazde (in literatura de specialitate se mai utilizeaza si urmatorii termeni: host sau sistem final). Gazdele sunt conectate intre ele prin intermediul unei subretele de comunicatie, numita pe scurt subretea. Sarcina principala a subretelei este sa transmita mesajele de la o gazda la alta gazda. Subreteaua este formata din:

• linii de transmisie, numite circuite, canale sau trunchiuri, care au rolul de a transporta bitii intre calculatoare;
• elemente de comutare, care sunt calculatoare specializate, folosite pentru a conecta doua sau mai multe linii de transmisie. Nu exista o terminologie standard pentru denumirea acestor elemente de comutare; astfel putem intalni diferiti termeni pentru desemnarea acestora ca : noduri de comutare a pachetelor, sisteme intermediare, comutatoare de date. Termenul generic pentru aceste calculatoare de comutare este router. Fiecare calculator este in general conectat (face parte) la un LAN in care exista un ruter, prin intermediul caruia se face legatura intre doua retele diferite.

Reteaua contine numeroase cabluri sau linii telefonice, fiecare din ele legand doua ruter-e. Daca doua ruter-e, care nu sunt legate intre ele, doresc sa comunice, atunci ele sunt nevoite sa apeleze la un ruter intermediar.

Subreteaua este de tip punct-la-punct (se mai utilizeaza si urmatorii termeni: subretea memoreaza-si-retransmite sau subretea cu comutare de pachete), deoarece principiul de functionare este urmatorul: cand un pachet este transmis de la un ruter la altul prin intermediul unui alt ruter (numit ruter intermediar), acesta este retinut acolo pana cand linia ceruta devine disponibila si numai dupa aceasta este transmis mai departe. Putem spune ca subretea, se refera la colectia de ruter-e si linii de comunicatie aflate in proprietatea operatorului de retea. De exemplu, sistemul telefonic consta din centrale telefonice de comutare, care sunt conectate intre ele prin linii de mare viteza si sunt legate la domiciliile abonatilor si birouri prin linii de viteza scazuta. Aceste linii si echipamente, detinute si intretinute de catre compania telefonica, formeaza subreteaua sistemului telefonic. Telefoanele propriu-zise (in retea gazde, sau sisteme) nu sunt o parte a subretelei.

Alcatuirea unei subretele

Combinatia dintre o subretea si gazdele sale formeaza o retea. In cazul unui LAN, reteaua este formata din cablu si calculatoare; aici nu exista cu adevarat o subretea. O problema importanta in proiectarea unei retele WAN este alegerea topologiei si anume modul de interconectare a ruter-elor. O inter-retea se formeaza atunci cand se conecteaza retele diferite. De exemplu legarea unui LAN si a unui WAN, sau legarea a doua LAN-uri formeaza o inter-retea.

d). Retele publice PDN - Public Data Network lucreaza la nivelul unei regiuni sau la nivel mondial si au acces diverse retele locale de exemplu: reteaua Internet (e-mail); ARPANET-ul.

Topologii.

Prin topologie se intelege dispunerea fizica in teren a calculatoarelor, cablurilor si a celorlalte componente care alcatuiesc reteaua, deci se refera la configuratia spatiala a retelei, la modul de interconectare si ordinea existenta intre componentele retelei. Exista doua tipuri de topologii: fizica si logica. Topologia fizica a unei retele se refera la configuratia mediilor de transmisie, a calculatoarelor si a perifericelor. Topologia logica reprezinta metoda folosita pentru transferal informatiilor de la un calculator la altul.

Tipuri de topologii:

1.bus sau magistrala

2.star sau stea

3.ring sau inel

Topologia de magistrala este cea mai folosita atunci cand se realizeaza retele locale de mici dimensiuni, iar performantele nu trebuie sa fie spectaculoase. Acest model topologic se mai numeste si magistrala liniara, deoarece exista un singur cablu care leaga toate calculatoarele din retea. Avantajul este atat acela al costului mai scazut (se foloseste mai putin cablu), dar si acela ca, in cazul ruperii unui cablu sau defectarii unui calculator, nu se ajunge la oprirea intregii retele. Dezavantajul folosirii unui singur cablu este ca, atunci cand doreste sa transmita date, calculatorul trebuie sa 'lupte' pentru a castiga accesul (trebuie sa astepte eliberarea cablului).

Figura 1. Topologia magistrala

Topologia stea foloseste un calculator central care va fi conectat cu toate celelalte calculatoare prin cabluri directe. Toate transferurile de date se realizeaza prin intermediul calculatorului central. Daca se foloseste un calculator central de mare putere, atunci reteaua va avea performante ridicate, insa defectarea acestuia duce la oprirea retelei. stea comunicatia intre doua centre trece prin nodu central. Acest nod central este foarte important, deoarece daca acesta "cade" atunci toata reteaua este afectata.

Figura 2. Topologia stea

Topologia de inel conecteaza fiecare calculator de alte doua, imaginea fiind aceea a unor calculatoare asezate in cerc. Datele transmise de un calculator trec prin toate calculatoarele intermediare inainte de a ajunge la destinatie. Daca nu se folosesc cabluri suplimentare, oprirea unui calculator sau ruperea unui cablu duce la oprirea intregii retele. Performantele unei retele inel sunt ceva mai mari decat ale unei retele magistrala.

Figura 3. Topologia inel

5.Echipamente de retea: enumerare, simboluri si descriere.

Enumerare: repetoare, hub, bridge, switch, router, gateway.

Repetorul

Repetorul are rolul de a copia biti individuali intre segmente de cablu diferite, deci permite transportarea semnalului pe o distanta mai mare; el nu interpreteaza cadrele pe care le receptioneaza si reprezinta cea mai simpla si ieftina metoda de extindere a unei retele locale. Pe masura ce semnalul traverseaza cablul, el se degradeaza si este distorsionat. Acest proces poarta numele de atenuare. Repetorul permite transportarea semnalului pe o distanta mai mare, regenerand semnalele din retea si retransmitandu-le mai departe pe alte segmente. In corespondenta cu modelul OSI repetorul functioneaza la nivelul fizic, regenerand semnalul receptionat de pe un segment de cablu si transmitandu-l pe alt segment. Repetorul are un port de intrare si unul de iesire.

Figura 4. Repetorul in raport cu modelul OSI

Repetoarele sunt utilizate in general pentru a extinde lungimea cablului acolo unde este nevoie. Pentru a putea fi utilizate, pachetele de date si protocoalele LLC (Logical Link Control - controlul legaturii logice) trebuie sa fie identice pe ambele segmente (nu se pot conecta retele LAN 802.3 - Ethernet - cu retele LAN 802.5 - Token Ring); de asemenea ele trebuie sa foloseasca aceeasi metoda de acces (CSMA/CD). De asemenea, repetorul este folosit pentru a face legatura dintre medii de transmisie diferite (cablu coaxial - fibra optica, cablu coaxial gros - cablu coaxial subtire). Un dezavantaj al repetorului este acela ca el copiaza semnalul electronic, inclusiv zgomotul, de la un segment de retea la altul.

HUB

Mai este cunoscut si ca multiport repetor. Este un concentrator. Reface semnalul de pe fiecare port in amplitudine si forma. Nu este un dispozitiv inteligent (nu contine soft ), prelucreaza semnalul fara conditionari. Este layer 1. Nu ia decizii. Nu opereaza cu adrese fizice sau logice. Poate avea 4, 8, 12 sau 24 de porturi. Fiecare HUB are propriul sau port pentru a se conecta la retea si mai multe porturi disponibile pentru calculatoare. Se mai numeste MAU, MSAU sau TAU (MultiStation AccessUnit, Tunk Access Unit).

BRIDGE

Puntea (se mai intalneste si sub denumirea de: pod, bridge), lucreaza la subnivelul MAC (Media Access Control) si functioneaza pe principiul ca fiecare nod de retea are propria adresa fizica. Puntea permite interconectarea retelelor LAN de acelasi tip sau de tipuri diferite. Este un circuit intelligent (are soft, microprocessor); miscoreaza coliziunile. Puntea utilizeaza o tabela de rutare pentru a memora informatiile despre adresele calculatoarelor unde se transfera datele. Initial, tabela de rutare este goala, si pe parcurs ea este completata cu adresele sursa ale calculatoarelor. Adresele sursa, care de fapt sunt adresele MAC ale fiecarui nod, sunt adresele dispozitivelor care au initiat transmisia.

Puntile sunt utile in situatiile urmatoare:

• extinderea fizica a unei retele LAN;
• interconectarea retelelor locale ce utilizeaza tehnici de control al accesului la mediu diferite.

Daca intr-o firma exista mai multe retele cu topologii diferite, atunci administrarea fluxurilor de date poate fi facuta de un calculator echipat cu mai multe cartele de retea, care va juca rolul de punte intre aceste retele, ea asociind retelele fizice diferite intr-o aceeasi retea logica. Toate calculatoarele din aceasta retea logica au aceeasi adresa logica de subretea.

Figura 5. Puntea in raport cu modelul OSI

In corespondenta cu modelul OSI puntea lucreaza la nivelul legaturii de date (mai precis la subnivelul MAC) si in consecinta opereaza cu adresele fizice ale calculatoarelor. Spre deosebire de repetor, puntea este capabila sa decodeze cadrul pe care-l primeste pentru a face prelucrarile necesare transmiterii pe reteaua vecina. Puntea muta entitati de transfer, numite cache si controleaza validitatea continutului transferat.

SWITCH-ul

La prima vedere un switch seamana foarte bine cu un hub. Rolul switch-ului este acela de a imparti calculatoarele dintr-o retea locala in grupuri mai mici numite segmente si sa impiedice distribuirea pachetelor intre segmente daca nu este necesar. Viteza de transfer pe fiecare segment creste deoarece numarul de calculatoare ale caror mesaje pot intra in coliziune scade. Micsoreaza / elimina coliziunile. Comutarea pachetelor se face pe baza adresei MAC, ceea ce face din switch un dispozitiv layer 2. Operatiile pe care le face un switch sunt:

1. learning - invata pozitiile calculatoarelor fata de porturile sale.
2. filtering - nu transmite pachetele intre segmente daca calculatoarele sursa si destinatie sunt pe acelasi segment.
3. forwarding - transmite un pachet de pe un segment de retea pe un alt segment de retea daca calculatorul sursa si destinatie sunt pe segmente diferite.
4. flooding - daca nu a apucat sa invete pozitiile calculatoarelor, distribuie pachetele catre toate segmentele, mai putin de pe care a venit pachetul.

Porti sau Gatway

Portile de acces, numite si gateway fac posibila comunicatia intre sisteme de diferite arhitecturi si medii incompatibile. O poarta conecteaza doua sisteme care nu folosesc acelasi:

• protocol de comunicatie;
• structuri de formate;
• limbaje;
• arhitecturi.

In general aceste echipamente permit conectarea la un mainframe a retelelor locale. Termenul de poarta se utilizeaza pentru a desemna orice dispozitiv care conecteaza doua sau mai multe retele de tipuri diferite.

Portile reprezinta de obicei servere dedicate intr-o retea, care convertesc mesajele primite intr-un limbaj de e-mail care poate fi inteles de propriul sistem. Ele realizeaza o conversie de protocol pentru toate cele sapte niveluri OSI , si opereaza la nivelul transport al modelului ISO / OSI. Sarcina unei porti este de a face conversia de la un set de protocoale de comunicatie la un alt set de protocoale de comunicatie.

Din cele prezentate putem face urmatoarea legatura intre nivelurile modelului OSI la care opereaza echipamentele si numele acestora:

• nivelul fizic -> repetoare, copiaza biti individuali intre segmente diferite de cablu;
• nivelul legatura de date ->punti, interconecteaza retele LAN de acelasi tip sau de tipuri diferite;
• nivelul retea ->ruter-e, interconecteaza mai multe retele locale de tipuri diferite, dar care utilizeaza acelasi protocol de nivel fizic
• nivelul transport -> porti de acces, fac posibila comunicatia intre sisteme de diferite arhitecturi si medii incompatibile.
• de la nivelul 4 in sus -> porti de aplicatii, permit cooperarea de la nivelul 4 in sus.

Router

Ruter-ul functioneaza la nivelul retea al modelului ISO / OSI si este utilizat pentru interconectarea mai multor retele locale de tipuri diferite, dar care utilizeaza acelasi protocol de nivel fizic. Utilizarea lor asigura o mai mare flexibilitate a retelei in ceea ce priveste topologia acesteia. Rolul principal al router-ului este sa cunoasca rutele, sa le evalueze, sa le dea note sis a transmita pachetele pe ruta optima. Aceste operatiuni sunt realizate de programe incluse in sistemul de operare al router-ului. Router-ul este considerat un dispozitiv layer 3. Un alt rol al router-ului este acela de a limita accesul neautorizat sau nedorit in retea prin parole, interdictii pentru unele protocoale, adrese, nume , etc . La fel ca si la punte, informatiile sunt memorate in tabele de rutare, care contin informatii de adresa. Tabela de rutare a unui ruter contine adrese (numere) de retea.

Figura 6. Ruter-ul in raport cu modelul OSI

Diferenta intre o punte si un router este ca in timp ce puntea opereaza cu adresele fizice ale calculatoarelor (luate din cadrul MAC) router-ele utilizeaza adresele logice (de retea) ale calculatorului. In timp ce o punte asociaza retele fizice diferite intr-o singura retea logica, un router interconecteaza retele logice diferite. Aceste adrese logice sunt administrate de nivelul retea si nu depind de tipul retelei locale. O caracteristica este aceea ca ruter-ele nu pot comunica direct cu calculatoarele aflate la distanta, din aceasta cauza ele nu cerceteaza adresa sistemului destinatie, ci doar adresa retelei de destinatie. Ruter-ul permite rutarea mesajelor de la sursa la destinatie atunci cand exista mai multe posibilitati de comunicare intre cele doua sisteme (ia decizii privitoare la traseul pe care urmeaza sa-l parcurga pachetul pentru a ajunge la destinatie). Datorita capacitatii de a determina cel mai bun traseu, printr-o serie de legaturi de date, de la o retea locala in care se afla sistemul sursa la reteaua locala in care se afla sistemul destinatie, un sistem de ruter-e poate asigura mai multe trasee active intre cele doua retele, facand posibila transmiterea mesajelor de la sistemul sursa la sistemul destinatie pe cai diferite. In general un ruter utilizeaza un singur tip de protocol de nivel retea, si din acest motiv el nu va putea interconecta decat retele la care sistemele folosesc acelasi tip de protocol. De exemplu daca exista doua retele, una utilizand protocolul TCP / IP si alta protocolul IPX, nu vom putea utiliza un ruter care utilizeaza TCP / IP. Acest ruter se mai numeste ruter dependent de protocol. Exista insa si ruter-e care au implementate mai multe protocoale, facand astfel posibila rutarea intre doua retele care utilizeaza protocoale diferite, si care se numesc ruter-e multiprotocol.Router-ul este ca si un calculator numai ca are in plus: adaptoare pentru retele locale (Ethernet, FDDI, Token Ring); adaptoare pentru WAN (modem incorporate, adaptor pentru ISDN, adaptor pentru ATM); adaptoare pentru VOIP (adica convorbiri prin retea); soft specializat pentru gasirea celei mai bune cai pe care sa transmita pachetele catre destinatie; soft specializat pentru firewall; soft special pentru verificari simple in retea (ping, trace).

6.Medii de transmisiune.

Daca PC-ul este dotat cu un NIC nu inseamna ca avem o retea. Mai este nevoie de un element prin care PC-ul sa fie legat in retea, si anume cablul.

a). Cablul UTP - Unshielded Twisted Pair acest mediu de transmisiune este format din patru perechi de fire (perechea albastra, perechea orange, perechea verde si perechea maro), isolate intre ele. Prin torsadarea perechiilor de fire apare efectul de anulare, effect ce limiteaza degradarea semnalelor din cauza interferentelor magnetice sau radio. UTP-ul este un cablu usor de instalat (are diametrul de aproximativ 0.4 cm) si mult mai ieftin decat alte tipuri de cabluri. Conectorul folosit de acest tip de cablu este RJ45 (Registered Jack).

Desi este considerat cel mai rapid mediu de trasnmisie bazat pe cupru, este mult mai vulnerabil in fata zgomotelor electrice in comparative cu alte categorii de cabluri. Se fabrica in 7 categorii: Cat-1,Cat-2, Cat-3 (primele 3 se utilizeaza in transmisiuni vocale), Cat-4, Cat-5, Cat-6 si Cat-7 (ultimele doua au atenuare foarte mica dar sunt si foarte scumpe). Cablul FTP (Foil Twisted Pair) firele sunt intr-o folie metalica cu rol de ecran electric si apoi intr-un manson isolator electric (plastic). Cablul STP - Shielded Twisted Pair firele sunt isolate intr-o folie metalica , apoi intr-o plasa metalica si in final in mansonul isolator. Reduce zgomotul electric. Cablul S-STP fiecare pereche este ecranata cu plasa metalica si apoi ansamblul celor 4 perechi este ecranat asemanator cablurilor STP.

b). Mediul magnetic: cea mai obisnuita metota de a transporta datele de la un calculator la altul este aceea de a scrie pe o banda magnetica (floppy).

c). Cablul coaxial: consta intr-un invelis protector care imbraca doua elemente conductoare: un fir de cupru imbracat intr-un material izolator si o foloie metalica ce actioneaza ca al doilea fir din circuit. Acest al doilea element este folosit pentru a reduce interferentele externe. Conectorul folosit de acest tip de cablu este BNC (Bayone Neill Concelman).

d). Fibra optica: este mediul care asigura transmiterea luminii, modulate la o anumita frecventa. Este cea mai costisitoare, este subtire si usoare, dar nu este susceptibila la interferente electromagnetice si in plus, asigura rate de transfer mult mai ridicate decat celelalte categorii de medii.Cablul fibra optica consta in doua fibre de sticla imbricate separate intr-un invelis de plastic (materialul se numeste Kevlar). Cele doua fibre formeaza inima acestui mediu de transmisiune, sticla din care sunt realizate avand un grad ridicat de refractie. Repetoarele sunt necesare la 30 Km.

e). Wirelles (radio): este folosita pentru utilizatorii mobili.

7. Modelul de referinta OSI

Am vazut ca o retea de calculatoare este alcatuita dintr-un ansamblu de mijloace de transmisie si de sisteme de calcul, care realizeaza atat functii de transport a informatiei cat si functii de prelucrare a acesteia. Dar fiecare sistem de calcul prezinta un mod specific de stocare a informatiei si de interfatare cu exteriorul. Astfel, o retea de calculatoare care interconecteaza diferite sisteme de calcul poate functiona in bune conditii numai daca exista o conventie care stabileste modul in care se transmite si se interpreteaza informatia; ea trebuie sa respecte niste standarde, numite protocoale, care sunt niste modele ce arata modul de rezolvare a problemelor ce pot apare la interconectarea sistemelor. O retea locala este compusa din noduri si medii de interconectare. Nodurile pot fi : DTE si DCE. DTE - Data Terminal Equipment si sunt echipamente care functioneaza ca sursa sau ca destinatie a cadrelor transmise prin retea (de exemplu PC-urile). DCE - Data Communication Equipment sunt dispozitive intermediare care receptioneaza si transmit datele (cadrele) prin retea (de exemplu: hub, switch, router, NIC-uri si modemuri). Intr-o retea comunicatia are la origine o sursa iar apoi informatia circula pana la o destinatie. Adresa sursa a unui pachet specifica identitatea calculatorului care trasmite respectivul pachet. Adresa destinatie precizeaza identitatea calculatorului care va receptiona pachetul. Prin protocol vom intelege un set de reguli si conventii ce se stabilesc intre participantii la o comunicatie in vederea asigurarii bunei desfasurari a comunicatiei respective; sau protocolul este o intelegere intre partile care comunica asupra modului de realizare a comunicarii.

Protocoalele pot fi:

• rutabile: sunt acele protocoale care accepta comunicatii LAN - LAN pe mai multe cai;
• nerutabile.

Apare astfel conceptul de nivel (sau strat) al carui scop este de a oferi anumite servicii nivelurilor superioare. Numarul, numele, continutul si functia fiecarui nivel variaza de la o retea la alta. Fiecare nivel va executa un anumit numar de functii clar definite. De asemenea, in cadrul unui aceluiasi grup intre participantii la comunicatie schimbul de informatii se face pe baza unor alte conventii, numite servicii. Prin serviciu se intelege un set de primitive (operatii) pe care un nivel le furnizeaza nivelului superior (de deasupra sa). De mentionat ca serviciul si protocolul sunt notiuni distincte. Un serviciu defineste ce operatii este pregatit nivelul sa indeplineasca pentru utilizatorii sai, dar nu spune nimic despre cum sunt implementate aceste operatii. Un protocol este un set de reguli care guverneaza modul de implementare al serviciului. Intre doua niveluri adiacente va exista cate o interfata. Interfata defineste ce operatii si servicii primare ofera nivelul de jos (inferior) nivelului de sus (superior). In realitate, datele nu sunt transferate direct de pe nivelul n al unui sistem pe nivelul n al altui sistem. Fiecare nivel transfera datele si informatiile de control nivelului imediat inferior, pana cand se ajunge la nivelul cel mai de jos, sub care se afla mediul fizic prin care se produce comunicarea efectiva. In general participantii la comunicatie se numesc entitati. Entitatea reprezinta elementul activ din fiecare nivel; ea poate fi o entitate software (un proces) sau o entitate hardware (un cip de I/O). Entitatile de pe un nivel n furnizeaza (implementeaza) un serviciu utilizat de catre nivelul n+1. Nivelul n se numeste furnizor de servicii, iar nivelul n+1 se numeste utilizator de servicii. Un alt concept este cel de arhitectura de retea, prin care se intelege o multime de niveluri si de protocoale. Majoritatea retelelor de calculatoare sunt alcatuite din diferite componente hardware si software, care in marea lor majoritate provin de la diferiti producatori. Din acest motiv s-a impus necesitatea existentei unor standarde care sa permita utilizarea acestor componente diferite. Aceste standarde sunt de fapt specificatii pe care producatorii trebuie sa le respecte pentru ca produsele lor sa fie compatibile cu cele ale altor producatori. Dintre organizatiile cele mai importante care se ocupa cu standardizarea in domeniul retelelor de calculatoare amintim:

• ISO - International Standards Organization - organism cu sediul la Paris care stabileste standarde pentru servicii si produse. In domeniul retelelor de calculatoare organizatia stabileste standardele pentru comunicatii si schimburi de informatii;
• CCITT - Comité Consultatif International de Télegraphie et Téléphonie - organism cu sediul la Geneva. Acest comitet studiaza si face recomandari referitoare la standardele de telecomunicatii utilizate in lume. Protocoalele CCITT se refera in special la: - modemuri (protocoale cunoscute sub denumirea de seria V: V.22, V.32, V.35, etc.); - retele (protocoale cunoscute sub denumirea de seria X: X.200, X.400, etc.);
• IEEE - Institute of Electrical and Electronics Engineers, Inc - organizatie care se ocupa cu standardizarea diferitelor dispozitive electronice. Exista mai multe standarde IEEE pentru magistrale si interfete: 802.1, 802.2, etc.

Modelul OSI - Open System Interconnection - este un model de interconectare a sistemelor deschise, elaborat intre anii 1977 si 1994 de catre Organizatia Internationala de Standarde ISO. Termenul de 'open' (deschis) semnifica faptul ca sistemul este apt sa fie 'deschis' pentru comunicatii cu oricare alt sistem din retea care respecta aceleasi reguli (protocoale). Acest model ofera un model complet de functii pentru sistemele de comunicatii, astfel daca diversi furnizori vor construi sisteme conform acestui model, ele vor fi capabile sa comunice intre ele.

Modelul ISO / OSI este un model stratificat si este organizat pe sapte niveluri:

1. nivelul fizic (physical layer): se ocupa de transmiterea bitilor printr-un canal de comunicatie; arata specificatii electronice / mecanice de transmisie si se ocupa de fapt cu transformarea bitilor in semnale electrice. Prin intermediul acestui nivel datele sunt livrate de la un sistem de calcul la altul. De retinut ca nivelul fizic nu se identifica cu mediul fizic;
2. nivelul legaturii de date (data-link layer): fixeaza o transmisie a bitilor fara erori in jurul unei linii de transmisie; una din sarcinile acestui nivel este de a transforma un mijloc oarecare de transmisie intr-o linie care sa fie disponibila nivelului superior (nivelul retea) fara erori de transmisie; informatia circula la acest nivel sub forma de cadre. Tot la acest nivel este rezolvata problema cadrelor deteriorate, pierdute sau duplicate. Sintetizand putem spune ca principala sarcina a acestui nivel este de a detecta si de a rezolva erorile aparute in transmisia datelor;
3. nivelul retea (network layer): se ocupa de controlul functionarii subretelei; tratarea si transferul mesajelor; stabileste rutele de transport (adica fixeaza si ruteaza fluxul de date intre capetele comunicatiei). La acest nivel informatiile circula sub forma de pachete. Acest nivel garanteaza corectitudinea informatiilor transferate;
4. nivelul transport (transport layer): rolul principal al acestui nivel este sa accepte date de la nivelul superior (nivelul sesiune), sa le descompuna, daca este cazul, in unitati mai mici, sa transfere aceste unitati nivelului inferior (nivelului retea) si sa se asigure ca toate fragmentele sosesc corect la celalalt capat;
5. nivelul sesiune (session layer): gestioneaza dialogul intre aplicatii sau utilizatori, adica permite aplicatiilor sau utilizatorilor de pe sisteme diferite sa stabileasca intre ei sesiuni de lucru;
6. nivelul prezentare (presentation layer): se ocupa de sintaxa si semantica informatiilor transmise intre aplicatii sau utilizatori. Acest nivel gestioneaza structurile de date abstracte si le converteste din reprezentarea interna folosita de calculator in reprezentarea standardizata din retea (sistemul sursa) si invers (sistemul destinatie). Protocoalele de la acest nivel asigura compatibilitatea de codificare a datelor intre sistemele de calcul aflate in comunicatie;
7. nivelul aplicatie (application layer): se ocupa de interfata comuna a aplicatiilor utilizator si de transferul fisierelor intre programe.

Modelul OSI este doar un model de arhitectura de retea, deoarece spune numai ceea ce ar trebui sa faca fiecare nivel, si nu specifica serviciile si protocoalele utilizate la fiecare nivel. Reamintim ca intre doua niveluri cu acelasi numar (n), aflate pe doua calculatoare care comunica, nu exista de fapt o legatura fizica, ci are loc un schimb de informatii in cadrul unor conventii (protocoale), care sunt intelese de catre nivelurile respective. In cadrul unui acelasi sistem intre doua niveluri succesive exista o legatura fizica iar schimbul de informatii se face pe baza unor alte conventii, pe care le-am numit servicii. Schimbul efectiv de semnale are loc numai la nivelurile fizice ale celor doua sisteme care comunica. Circuitul datelor intre cele doua sisteme se efectueaza astfel: de la sistemul emitator datele se deplaseaza incepand cu nivelul 7 (aplicatie) spre nivelurile inferioare, la fiecare nivel adaugandu-se un antet corespunzator nivelului. Este important de retinut ca nivelul inferior nivelului care transmite datele nu cunoaste care portiune din informatia primita reprezinta antetul si care datele propriu zise. Datele ajung prin intermediul nivelului fizic la mediul de comunicatie. Aici ele sunt transformate in semnale electrice care sunt transmise statiei destinatie, unde datele se vor deplasa de aceasta data in sens invers, adica de la nivelul fizic pana la nivelul aplicatie, la fiecare nivel avand loc procesul de eliminare a antetului. Procesul prin care datele de transmis sunt completate la fiecare nivel al sistemului sursa cu o serie de informatii care vor fi utilizate de protocol pentru validarea transmisiei la nivelul corespunzator al sistemului destinatie se numeste incapsulare. Operatia se desfasoara incepand de la nivelurile superioare catre cele inferioare. Operatia care se desfasoara invers de numeste decapsulare.

Figura 7. Modelul ISO - OSI

Figura 8. Transmiterea datelor in modelul OSI

Ceea ce trebuie retinut este faptul ca modelul OSI utilizeaza trei concepte esentiale, si anume:

• protocoale, care se stabilesc intre doua entitati de pe acelasi nivel, aflate pe sisteme diferite;
• servicii, care se stabilesc intre doua niveluri succesive ale aceluiasi sistem;
• interfete; interfata unui nivel spune proceselor aflate la nivelul imediat superior cum sa faca accesul.

Cu toate ca aceste concepte sunt foarte clar diferentiate, nu se spune nimic despre modul in care ele functioneaza. Conform acestui model nivelul legaturii de date este impartit in doua subniveluri:

MAC (Media Access Control - controlul accesului la mediu), controleaza accesul si delimiteaza cadrele, detecteaza erorile si recunoaste adresele, fiind inferior subnivelului LLC. Acesta comunica direct cu placa de retea si este responsabil pentru transportul fara erori al datelor intre doua calculatoare din retea (802.3, 802.4, 802.5 si 802.12). Subnivelul MAC si nivelul fizic sunt realizate de obicei prin circuite aflate pe placa de interfata de retea NIC - Network Interface Card; MAC-ul are o lungime de 48 biti si este exprimata in hexadecimal. Este formata din doua parti: OUI si SNI. OUI - Organization Unique Identifier si identifica producatorul sau vanzatorul produsului. SNI - Serial Number Interface descrie numarul interfetei sau o alta valoare administrate de fiecare producator sau vanzator.

• LLC (Logical Link Control - controlul legaturii logice), administreaza comunicatia legaturii de date si defineste folosirea punctelor interfetei logice, numite puncte de acces la servicii, SAP (Service Access Points). Serviciile de transmisie de date sunt solicitate printr-un astfel de punct de acces la serviciul subnivelului LLC, SAP - LLC. Este posibil ca subnivelul LLC sa permita accesul la serviciile sale simultan mai multor utilizatori. Fiecare utilizator va folosi un alt punct de acces, identificat printr-o adresa. Acest subnivel permite utilizatorului sa solicite serviciile legaturii de date fara a tine seama de tehnologia de realizare a subnivelului MAC si a nivelului fizic. Avem trei tipuri de astfel de servicii: - serviciul fara conexiune; - serviciul cu conexiune; - serviciul fara conexiune, cu confirmare.

Metodele de alocare sunt de doua tipuri:

• alocarea statica a canalului, poate fi realizata prin: - multiplexarea cu diviziunea frecventei (FDM); aceasta presupune ca fiecarui utilizator i se aloca o anumita banda de transmisie (deci banda este impartita in n parti egale), sau prin - multiplexarea cu diviziunea timpului (TDM), caz in care fiecarui utilizator ii este alocata static fiecare a n-a cuanta;
• alocare dinamica.

Printre protocoalele utilizate de retelele de tip LAN se numara si protocoalele cu acces multiplu cu detectia purtatoarei (unde purtatoare se refera la semnalul electric de pe cablu), care sunt de doua tipuri:

• CSMA / CD - protocol cu acces multiplu cu detectarea putatoarei si a coliziunii;
• CSMA / CA - protocol cu acces multiplu cu detectarea purtatoarei si evitarea coliziunii.

Ceea ce trebuie retinut este faptul ca nici un protocol al subnivelului MAC nu garanteaza o livrare corecta a datelor.

8. Modelul TCP / IP

Acest model este mult mai vechi decat modelul OSI si a fost utilizat drept model de referinta de catre stramosul tuturor retelelor de calculatoare, ARPANET si apoi succesorul sau Internet-ul. ARPANET a fost o retea de cercetare sponsorizata de catre DoD (Department of Defense - Departamentul de Aparare al Statelor Unite). In cele din urma, reteaua a ajuns sa conecteze intre ele, utilizand linii telefonice inchiriate, sute de retele universitare si guvernamentale. Modelul de referinta TCP / IP a aparut ca o necesitate de interconectare a retelelor de diferite tipuri, iar denumirea a fost data dupa cele doua protocoale fundamentale utilizate, si incepand din 1 ianuarie 1983 a devenit unicul protocol oficial utilizat de retele. Simpla posibilitate de a trimite si primi posta electronica nu este suficienta, deoarece posta electronica este redirectata catre multe retele din afara Internet-ului. Oricum, subiectul este cumva umbrit de faptul ca multe calculatoare personale pot sa apeleze la un furnizor de servicii Internet folosind un modem, sa primeasca o adresa IP temporara si apoi sa trimita pachete IP catre alte gazde. Are sens sa privim asemenea masini ca fiind pe Internet numai atata timp cat ele sunt conectate la ruter-ul furnizorului de servicii.' Substanta care tine legat Internet-ul este deci modelul de referinta si stiva de protocoale TCP / IP. Practic, toate calculatoarele conectate la Internet utilizeaza familia de protocoale TCP / IP. Punctele forte ale acestei stive de protocoale sunt:

• este independenta de configuratia hardware;
• reprezinta o arhitectura care faciliteaza conectarea in medii eterogene;
• se poate utiliza atat pentru retele locale (LAN) cat si pentru retele globale (WAN);
• este un protocol standard, rutabil.

Printre avantajele utilizarii acestui protocol enumeram:

• este un protocol de retea rutabil suportat de majoritatea sistemelor de operare;
• reprezinta o tehnologie pentru conectarea sistemelor diferite. Se pot utiliza mai multe utilitare de conectivitate standard pentru a accesa si transfera date intre sisteme diferite. Windows 2000 include mai multe asemenea utilitare standard;
• este un cadru de lucru robust, scalabil intre platforme client / server;
• reprezinta o metoda de acces la resursele Internet.

Structura pachetului TCP / IP

De ce este TCP / IP protocolul standard pentru Internet? Acest lucru se datoreaza unor caracteristici, si anume:

• permite comunicarea intr-un mediu eterogen, deci se preteaza foarte bine pentru conexiunile din Internet (care este o retea de retele eterogene atat din punct de vedere hardware, cat si software);
• furnizeaza un protocol de retea rutabil, pentru retele mari, fiind folosit din acest motiv drept protocol de interconectare a acestor retele.

TCP / IP este o suita de protocoale, dintre care cele mai importante sunt TCP si IP, care a fost transformat in standard pentru Internet de catre Secretariatul pentru Aparare al Statelor Unite, si care permite comunicatia intre retele eterogene (interconectarea retelelor). Modelul de referinta ISO / OSI defineste sapte niveluri pentru proiectarea retelelor, pe cand modelul TCP / IP utilizeaza numai patru din cele sapte niveluri, dupa cum se vede din figura de mai hos. Familia de protocoale TCP / IP are o parte stabila, data de nivelul Internet (retea) si nivelul transport, si o parte mai putin stabila, nivelul aplicatie, deoarece aplicatiile standard se diversifica mereu.

Figura 9. Comparatie intre modelele ISO / OSI si TCP / IP

In ceea ce priveste nivelul gazda-la-retea (echivalentul nivelul fizic si legatura de date din modelul OSI), cel mai de jos nivel din cele patru, acesta este mai putin dependent de TCP / IP si mai mult de driver-ele de retea si al placilor de retea. Acest nivel face ca functionarea nivelului imediat superior, nivelul Internet, sa nu depinda de reteaua fizica utilizata pentru comunicatii si de tipul legaturii de date. Protocoalele din familia TCP / IP trateaza toate retelele la fel. De aici rezulta un concept fundamental pentru retelele TCP / IP, si anume acela ca, din punct de vedere al unei retele globale, orice sistem de comunicatii capabil sa transfere date conteaza ca o singura retea, indiferent de caracteristicile sale. Strategia de a construi nivelurile unui protocol se numeste layering. Toata reteaua TCP / IP (Internet-ul) este organizata dintr-un numar foarte mare de retele mici care comunica intre ele prin asa numitele porti (gateway), care sunt calculatoare ce se ocupa de interconectarea retelelor care vor iesi in Internet, una dintre atributiile lor fiind si aceea de a ruta informatia. TCP / IP este construit ca fiind o secventa de datagrame. O datagrama este o colectie de date ce sunt trimise ca un singur mesaj; este o unitate de date si reprezinta obiectul cu care lucreaza protocolul. Un pachet este un cumul de datagrame, ce apare pe Ethernet, linii telefonice sau alte tipuri de conexiuni fizice.

Figura 10. Nivelurile modelului TCP/IP

O comparatie intre modelul ISO / OSI si modelul TCP / IP, precum si protocoalele mai importante din suita de protocoale TCP / IP este evidentiata in figura urmatoare.

Figura 11. Arhitectura de protocoale TCP/IP

Nivelul gazda-la-retea

Despre acest nivel (numit si interfata - retea) modelul TCP / IP nu spune mare lucru despre ceea ce ar trebui sa se intample aici, singura mentiune este aceea ca o gazda trebuie sa se lege la retea, pentru a putea transmite date, folosind un anumit protocol. Acest protocol nu este definit si variaza de la gazda la gazda si de la retea la retea. Acest nivel face ca functionarea nivelului superior, numit Internet si respectiv, retea, sa nu depinda de reteaua fizica utilizata in comunicatie si de tipul legaturii de date. Internet-ul consta din calculatoare individuale (gazde si ruter-e) si o infrastructura de comunicatie care le conecteaza. In cadrul unei singure cladiri sunt utilizate LAN-uri pentru interconectare, dar infrastructura este construita din linii inchiriate, punct-la-punct.

In practica, comunicatia punct-la-punct este utilizata in principal in doua situatii:

• in primul rand, mii de organizatii au una sau mai multe LAN-uri, fiecare cu un anumit numar de calculatoare gazda si un ruter. Internet-ul este construit din aceste ruter-e si liniile lor inchiriate care realizeaza subretelele de comunicatie;
• a doua situatie in care liniile punct-la-punct joaca un rol major in Internet o reprezinta milioanele de utilizatori individuali care au conexiuni de acasa la Internet folosind modemuri si linii telefonice comutate.

Indiferent de modul de conectare la Internet, este necesar un protocol de legatura de date punct-la-punct pentru incadrare, controlul erorilor si alte functii.

La acest nivel evolutia protocoalelor este impulsionata de evolutia extrem de rapida a tehnologiilor de comunicatie, care introduc tipuri de legaturi cu viteze din ce in ce mai mari. Astfel, vom intalni linii telefonice inchiriate, lucrand la viteze de 57,5 Kbps, cat si fibre optice de 1,544 Mbps. In momentul de fata majoritatea calculatoarelor care utilizeaza TCP / IP in retele locale folosesc conexiuni Ethernet cu viteze cuprinse intre 10 Mbps si 100 Mbps (retele Fast-Ethernet).

Protocoalele de la acest nivel gestioneaza conexiunea la Internet, incepand cu sistemele de autentificare la server si terminand cu modemurile de transmisie a pachetelor de date.

La acest nivel sunt utilizate doua protocoale, utilizate pentru conectarea la Internet si Web prin intermediul modemului:

• SLIP (Serial Line Internet Protocol - protocol Internet pe linie seriala) permite legaturi seriale asincrone, este cel mai vechi protocol si el defineste o secventa de caractere pentru pachetele IP. Dintre lipsurile acestui protocol enuntam: nu face nici un fel de detectie sau corectie a erorilor; suporta doar protocolul IP; fiecare sistem trebuie sa cunoasca dinainte adresa IP a celuilalt sistem, nici o adresa nu poate fi asociata dinamic; nu este un standard Internet aprobat; nu furnizeaza nici o forma de autentificare. Ceea ce trebuie retinut, din punct de vedere al unui utilizator al Internet-ului, este faptul ca acest tip de legatura necesita o adresa fixa Internet pentru calculator, care este atribuita de provider-ul se servicii Internet. Acest protocol este utilizat in mod normal pentru linii dedicate si uneori pentru dial-up, iar ca viteza variaza intre 1200 bps si 19.2 Kbps;
• PPP (Point to Point Protocol - protocol punct-la-punct) este un protocol mai robust decat SLIP, care rezolva toate deficientele protocolului SLIP si reprezinta un standard Internet. Acest protocol este definit de RFC-urile 1661, 1662, si 1663 Este un protocol pentru comunicatii intre doua calculatoare care foloseste o interfata seriala, utilizat in mod frecvent pentru conectarea la un server. Protocolul PPP foloseste protocolul pentru Internet (IP), si a fost dezvoltat pentru a putea utiliza si alte protocoale. Protocolul PPP, spre deosebire de SLIP, poate coordona mai multe tipuri de protocoale in acelasi timp. Este utilizat din ce in ce mai mult, datorita faptului ca permite legarea atat pe legaturi seriale asincrone, cat si pe legaturi seriale sincrone. Protocolul PPP face detectia erorilor, suporta mai multe protocoale, permite ca adresele IP sa fie negociate in momentul conectarii, permite autentificarea, etc. In cazul utilizarii acestui tip de legatura, acordarea unei adrese se realizeaza automat, in momentul stabilirii legaturii la Internet.

Un posibil scenariu ar arata in felul urmator: calculatorul apeleaza mai intai ruter-ul ISP-ului prin intermediul unui modem. Dupa ce modemul a raspuns apelului telefonic si s-a stabilit o conexiune fizica, calculatorul trimite ruter-ului o serie de pachete LCP (Link Control Protocol - este un protocol de legatura pentru a obtine liniile, a le testa, a negocia optiunile si pentru a elibera liniile atunci cand nu mai este nevoie de ele).

Dupa ce parametrii s-au stabilit de comun acord, sunt trimise mai multe pachete NCP (Network Control Protocol) pentru a negocia optiunile nivelului retea intr-un mod independent de protocolul folosit pentru nivelul retea; avem cate un NCP pentru fiecare nivel de retea suportat. Presupunem ca sistemul vrea sa ruleze o suita de protocoale TCP / IP si va avea nevoie de adresa IP. Furnizorul asociaza o adresa IP dinamica sistemului. NCP pentru IP este folosit pentru a realiza asocierea adreselor IP. Din acest moment calculatorul este un calculator gazda Internet si poate trimite si primi pachete IP. Cand utilizatorul termina transmisia, NCP este folosit pentru a intrerupe conexiunea la nivelul retea si pentru a elibera adresele IP. LCP este folosit pentru a intrerupe conexiunea la nivelul legaturii de date.Trebuie subliniat faptul ca intre adresa IP si cea de retea nu se afla nici o legatura. Nivelul gazda-la-retea depinde mai putin de protocolul TCP / IP si mai mult de driver-ele de retea si al placilor de retea.

Nivelul Internet

Nivelul Internet are rolul de a permite gazdelor sa emita pachete in orice retea si de a face ca pachetele sa circule independent pana la destinatie, utilizand functiile de rutare. Pentru a efectua aceasta operatie se vor utiliza niste adrese unice, specifice fiecarui nod, numite adrese Internet.

Nivelul Internet defineste oficial un format de pachet si un protocol numit IP - Internet Protocol care asigura un serviciu de transmitere a datelor fara conexiune. Alte protocoale care pot functiona la acest nivel sunt: ICMP - Internet Control Message Protocol; ARP - Address Resolution Protocol si RARP - Reverse Address Resolution Protocol. La acest nivel, Internet-ul poate fi vazut ca o colectie de subretele sau sisteme autonome (AS-uri Autonomous System) care sunt conectate impreuna. Nu exista o structura reala, dar exista cateva coloane vertebrale majore (backbone). Liantul care tine Internet-ul la un loc este protocolul de retea IP - Internet Protocol, si el a fost conceput inca de la inceput pentru interconectarea retelelor. Acest protocol este definit in RFC-urile 791, 1550, 1883, si 1887. Caracteristica esentiala este ca fiecare pachet este tratat ca o entitate independenta (numita pachet sau datagrama), fara legaturi cu alte pachete. Acest nivel este nivelul responsabil cu rutarea pachetelor (datagramelor) in Internet. Sarcina acestui protocol este de a oferi o cale pentru a transporta datagramele de la sursa la destinatie, fara a tine seama daca aceste sisteme sunt sau nu in aceeasi retea, sau daca sunt sau nu alte retele intre ele. Protocolul IP ruteaza pachetele prin retelele interconectate indeplinind si functii de segmentare (la emitator) si de reasamblare (la destinatar) a pachetelor; acest protocol nu garanteaza livrarea pachetelor catre destinatar, dar prin intermediul nivelului imediat superior, protocolului TCP, se asigura fiabilitatea corespunzatoare. In operatia de rutare protocolul IP utilizeaza adresa IP a calculatorului (numita si adresa de retea). Comunicarea in Internet functioneaza astfel: nivelul transport preia sirurile de date si le imparte in datagrame. Teoretic, datagramele pot avea pana la 64 Kocteti, dar in practica ele sunt de obicei in jurul valorii de 1500 octeti. Fiecare datagrama este transmisa prin Internet, fiind eventual fragmentata in unitati mai mici pe drum. Cand aceste unitati ajung la calculatorul destinatie, ele sunt reasamblate de nivelul retea in datagrama originala. Datagrama este apoi transmisa nivelului transport, care o insereaza in sirul de intrare al procesului receptor. O datagrama IP consta dintr-o parte de text si o parte de antet. Antetul are o parte fixa de 20 octeti si o parte optionala cu o lungime variabila. In antet sunt trecute informatii referitoare la:

• versiunea protocolului caruia ii apartine datagrama;
• un camp care arata lungimea antetului;
• tipul de serviciu pe care gazda doreste sa-l utilizeze;
• un camp in care este specificat carei datagrame apartine un nou pachet primit;
• un contor pentru a limita durata de viata a pachetelor, etc.

Pe langa protocolul IP, care este utilizat pentru transferul de date, la acest nivel mai pot functiona si alte protocoale, in vederea unei bune functionarii a transmisiei, ele fiind de fapt protocoale de control la nivel de retea. Acestea sunt:

• ICMP - Internet Control Message Protocol, protocolul mesajelor de control in Internet. Stim ca protocolul IP furnizeaza un serviciu fara conexiune, care nu garanteaza livrarea fiecarui pachet la destinatie. Pentru a inlatura acest dezavantaj se utilizeaza un mecanism prin care ruter-ele si sistemele din retea comunica informatii privind situatiile de functionare anormala (destinatie inaccesibila, suprasolicitarea unui ruter, etc.); el poate fi utilizat de un sistem pentru a testa daca un alt sistem este accesibil. Mesajele ICMP sunt incapsulate intr-un pachet IP;
• ARP - Address Resolution Protocol, protocol de rezolutie a adresei - prin intermediul caruia transmiterea unui pachet se poate efectua si intre doua sisteme aflate in aceeasi retea fizica. Faptul ca sistemul destinatar este conectat la aceeasi retea fizica este constatat de catre sistemul sursa, prin intermediul adresei IP de destinatie, pe care o compara cu propria adresa IP, prin intermediul protocolului ARP. Deci putem spune ca acest protocol permite unui calculator sa determine adresa fizica unica (MAC) a unui alt calculator din aceeasi retea fizica cunoscand adresa IP (de nivel retea) a acestuia, sau mai putem spune ca ARP furnizeaza o adresa IP de manipulare catre adresa subnivelului MAC in acord cu adresa fizica MAC de control a destinatiei. Toate aceste informatii se afla in niste tabele de translatare; aceste tabele de translatare ARP nu sunt direct disponibile utilizatorilor sau aplicatiilor. Protocolul ARP afiseaza lista corespondentelor intre adresele IP si adresele fizice, determinate corect. De retinut ca acest protocol este utilizat atunci cand cele doua calculatoare (sursa si destinatie) fac parte din aceeasi retea fizica, deci nu este necesara utilizarea ruter-elor. Se stie ca fiecare calculator are una sau mai multe adrese IP, dar ele nu pot fi folosite pentru transmiterea pachetelor deoarece hardware-ul nivelului legaturii de date nu intelege adresele IP. Fiecare placa de retea Ethernet fabricata vine cu o adresa Ethernet de 48 biti. Nu exista placi cu aceeasi adresa, fiecare placa de retea avand o adresa Ethernet unica. Placile trimit si primesc cadre pe baza adresei Ethernet de 48 biti.
• RARP - Reverse Address Resolution Protocol, protocol de rezolutie inversa a adresei - permite unui calculator sa-si obtina, atunci cand n-o cunoaste, adresa IP proprie, deci face operatia inversa (cunoscand adresa fizica, adica adresa Ethernet, se determina adresa IP a statiei) protocolului ARP. Acest protocol este utilizat atunci cand statia de lucru nu are hard disk.

Nivelul transport

Nivelul transport permite conversatii intre entitatile pereche din gazdele sursa, si respectiv, destinatie, deci asigura comunicatia intre programele de aplicatie. Sunt definite doua protocoale: TCP - Transmission Control Protocol este un protocol punct-la-punct, orientat pe conexiuni care permite ca un flux de octeti trimisi de pe un sistem sa ajunga fara erori pe oricare alt sistem din inter-retea (asigura livrarea corecta, in ordine a mesajelor). Al doilea protocol, UDP - User Datagram Protocol este un protocol nesigur (nu asigura livrarea mesajului la receptie fara erori, fara pierderi, fara duplicate, in ordinea in care au fost emise), fara conexiuni, care foloseste IP pentru transportul mesajelor. Nivelul transport are rolul de a asigura comunicatia intre programele de aplicatie (protocoalele de la acest nivel furnizeaza o sesiune de comunicatie intre calculatoare). Metoda aleasa de transmitere a datelor determina protocolul de transport utilizat: TCP sau UDP. De asemenea, alegerea unuia sau altuia depinde de necesitatile impuse de aplicatia respectiva.

UDP - User Datagram Protocol, numit si protocol pentru informatia utilizator - este un protocol fara conexiune, nesigur, dar cu viteza mare de transmisie, care utilizeaza datagrame pentru livrarea datelor. Cand se utilizeaza acest protocol, comunicatia este efectuata prin serviciu fara conexiune (nu se stabileste un circuit intre cele doua calculatoare care vor sa comunice) folosind IP pentru transferul mesajelor. Acest protocol nu garanteaza livrarea mesajului la receptie fara erori, fara pierderi, fara duplicate, in ordinea in care au fost emise. Acest protocol permite identificarea sistemelor sursa si destinatie, precum si a programelor de aplicatie intre care are loc transferul de informatie.

TCP - Transmission Control Protocol - este un protocol sigur, care asigura transferul fiabil al informatiilor intre aplicatiile de pe cele doua calculatoare aflate in comunicatie. TCP este mult mai complex decat UDP pentru ca furnizeaza un serviciu de livrare a datelor sigur, fara erori, orientat pe conexiune. Protocolul TCP este responsabil pentru impartirea mesajului in mai multe datagrame, reasamblarea, retransmiterea in cazul in care ceva nu a fost transmis corect.

La nivelul acestui protocol intervin doua procese, si anume:

• demultiplexarea, care desface mesajul in mai multe datagrame. Informatia necesara pentru demultiplexare este continuta in asa numitele header-e: un numar de octeti aranjati la inceputul datagramei printr-un protocol care "tine minte" ordinea lor;
• multiplexare, prin care are loc procesul de combinare a mai multor datagrame intr-un singur mesaj.

O entitate TCP accepta fluxuri de date utilizator de la procesele locale, le imparte in fragmente ce nu depasesc 64 Kocteti si expediaza fiecare fragment ca o datagrama IP separata. Principala sarcina TCP este de a reasambla mesajele respectand ordinea corecta a acestora. Serviciul TCP este obtinut prin crearea atat de emitator cat si de receptor a unor puncte finale, numite socluri sau sockets (primitiva SOCKET creeaza un nou punct de capat al conexiunii - comunicatiei - si aloca spatiu pentru el in tabelele entitatii de transport. In parametrii de apel se specifica formatul de adresa utilizat, tipul de serviciu dorit si protocolul. Un apel SOCKET reusit intoarce un descriptor de fisier care va fi utilizat in apelurile urmatoare). Pentru a obtine o conexiune TCP, trebuie stabilita explicit o conexiune intre un soclu de pe sistemul emitator si un soclu de pe sistemul receptor. Fiecare soclu are un numar de soclu format din adresa IP a calculatorului gazda si un numar de 16 biti, numit port. Un soclu poate fi utilizat la un moment dat pentru mai multe conexiuni. Port-urile cu un numar mai mic decat 256 se numesc porturi general cunoscute si sunt rezervate serviciilor standard. De exemplu, orice proces care doreste sa stabileasca o conexiune cu un calculator gazda pentru a transfera un fisier utilizand FTP, se poate conecta la portul 21 al calculatorului destinatie pentru a contacta daemonul sau FTP. Portul 23 este rezervat pentru TELNET. Lista tuturor porturilor standard utilizate se regaseste in RFC 1700.

Nivelul aplicatie

Nivelul aplicatie asigura utilizatorilor retelei, prin intermediul programelor de aplicatie, o varietate de servicii. Nivelurile de sub nivelul aplicatie servesc la asigurarea unui transport sigur, dar nu indeplinesc nici o functie concreta pentru utilizatori. De-abia la nivelul aplicatie pot fi gasite toate aplicatiile interesante pentru utilizatori, dar chiar si la acest nivel apare necesitatea unor protocoale care sa permita functionarea aplicatiilor. Nivelul aplicatie asigura utilizatorilor o gama larga de servicii, prin intermediul programelor de aplicatie. Programele care utilizeaza suita de protocoale TCP / IP este in continua crestere, si din aceasta cauza lista acestor protocoale este deschisa, ea marindu-se pe masura ce apar noi aplicatii (programe). Acest nivel asigura utilizatorilor retelei (tot prin intermediul programelor de aplicatie) o gama larga de servicii, dintre care cele mai utilizate sunt:

• FTP - File Transfer Protocol, protocol de transfer de fisiere, este dupa cum arata si numele un program utilizat pentru transferul fisierelor sau al documentelor de pe un calculator pe altul, in ambele sensuri. Procesele de download (aducere), si respectiv de up-load (trimitere) au loc numai in cazul in care avem drept de citire, respectiv scriere, pe server-ul respectiv. Pentru conectarea la un calculator din Internet folosind FTP, trebuie ca acel calculator aflat la distanta sa aiba instalat un server de FTP;
• TELNET Remote Login permite accesul unui utilizator la un calculator aflat la distanta si utilizarea acestuia, din momentul in care conectarea s-a efectuat, pentru executia anumitor comenzi. Aplicatia Telnet server permite functionarea unui calculator local in regim de terminal virtual conectat la un calculator la distanta. Deci din momentul conectarii la acel calculator putem efectua diferite comenzi pe el;
• DNS - Domain Name System - este un serviciu care mentine corespondenta si face translatarea intre numele date de utilizatori sistemelor conectate la retea (adrese Internet) si adresele de retea (adresele IP) ale acestora.
• PING - Packet InterNet Groper -este un serviciu care poate fi utilizat pentru testarea conectivitatii intre doua sisteme. Este utilizat pentru controlarea configuratiilor si testarea conexiunilor;

Figura 12. Protocoalele modelului TCP / IP

• SNMP - Simple Network Management Protocol - este un protocol pentru administrarea si monitorizarea retelei;
• SMTP - Simple Mail Transfer Protocol - este un protocol scris pentru transferul mesajelor de posta electronica; prin intermediul lui utilizatorul poate transmite mesaje sau fisiere altui utilizator (se pot schimba mesaje intre doua calculatoare aflate la distanta) conectat la Internet sau la un alt tip de retea, dar care prezinta o conexiune cu Internet-ul.

9. Adrese IP si adrese Internet (switching, rutare);VLAN; NAT; protocoale (RIP, IGRP, OSPF, BGP)

Pentru a putea fi identificate in cadrul retelei, calculatoarele conectate la Internet, numite host-uri, noduri, sisteme sau server-e trebuie sa poata fi identificate printr-o adresa. In scurta istorie a Internet-ului s-au folosit mai multe sisteme de adresare si mai multe modalitati de specificare a acestora. In continuare vom prezenta sistemul care este utilizat in prezent. Specificarea unei adrese se poate face in doua moduri:

• specificare numerica, prin siruri de numere, utilizata pentru adrese IP;
• specificare de domenii, prin nume sau succesiuni de nume, utilizata pentru adrese Internet.

Adresa IP este folosita de catre pachetul TCP / IP, si este un numar intreg pozitiv, reprezentat pe 32 de biti (deci au o lungime de patru octeti); vor exista deci 2³² astfel de adrese. Sarcina IP-ului este aceea de a oferi o cale pentru a transporta datagramele de la sursa la destinatie fara a tine seama daca masinile sunt sau nu in aceeasi retea. Structura generala a unei astfel de adrese este formata din trei parti: o parte care indica tipul adresei, o parte care identifica reteaua la care este conectat sistemul si o alta care identifica conexiunea prin care sistemul se leaga la retea. Un ruter, care are mai multe conexiuni fizice la o retea sau la mai multe retele, are cate o adresa distincta pentru fiecare conexiune.

Figura 13. Structura unei adrese IP

Adresa totala este intotdeauna de lungime 4 octeti, in functie de retea aparand diferente la impartirea cifrelor intre partea de retea si cea de gazda (host).

Clasa adresei (identifica clasa adresei). In functie de clasa careia ii apartine adresa, numarul de biti rezervati pentru celelalte campuri (identificatorul de retea si de sistem) va fi diferit. In prezent exista patru clase de adrese: clasa A, clasa B, clasa C si clasa D. NM - Net Mask indica cati biti apartin retelei si cati apartin hostului.

Adresele din clasa A utilizeaza primii 8 biti pentru identificarea retelei, iar urmatorii 24 de biti pentru identificarea gazdelor. Adresele din aceasta clasa au in prima pozitie bitul 0; urmatorii 7 biti ai primului octet identifica reteaua fizica, deci pot exista pana la 128 de adrese disponibile (in realitate pot exista pana la 126 retele care pot utiliza adrese din aceasta clasa, deoarece adresele 0.0.0.0 si 127.0.0.0 nu sunt utilizate, avand o utilizare speciala) iar urmatorii 24 de biti (sau urmatorii 3 octeti) identifica calculatorul (host-ul) conectat la retea. O retea din aceasta clasa poate avea practic un numar nelimitat de calculatoare (16.777.214).

Adresele din clasa B utilizeaza primii 16 biti pentru identificarea retelei, iar urmatorii 16 de biti pentru identificarea gazdelor. Aceste adrese au in primele doua pozitii bitii 1 si 0; urmatorii 14 biti identifica reteaua fizica - deci pot exista pana la 16.382 retele -, iar ultimii 16 biti identifica calculatorul conectat la retea (65.534).

Adresele din clasa C prezinta in primele trei pozitii bitii 1, 1, si 0; urmatorii 21 de biti identifica reteaua, - deci pot exista pana la 2.097.151 retele cu aceasta adresa -, iar urmatorii 8 biti identifica calculatorul conectat la retea - deci intr-o retea din aceasta clasa pot exista pana la 254 calculatoare.

Adresele din clasa D sunt deocamdata neutilizate si incep cu grupul 1110 in primele patru pozitii, iar restul de 28 de biti sunt rezervati. In prezent sunt utilizate aceste adrese pentru difuzarea mesajelor de la un sistem catre un grup de sisteme din reteaua globala.

Se poate observa ca exista pentru fiecare clasa de adrese, un numar finit de adrese de retea si un numar finit de host-uri in cadrul fiecarei retele. Astfel limitele maxime de adresare posibile pentru fiecare tip de adresa sunt:

• clasa A, maxim 2⁷ - 2 retele a cate maxim 2²⁴-2 host-uri fiecare, intervalul adreselor este 1.0.0.0 - 127.255.255.255;
• clasa B, maxim 2¹⁴ - 2 retele a cate maxim 2¹⁶-2 host-uri fiecare, intervalul adreselor este 128.0.0.0 - 191.255.255.255;
• clasa C, maxim 2²¹- 2 retele a cate maxim 2⁸-2 host-uri fiecare, intervalul adreselor este 192.0.0.0 - 223.255.255.255;
• clasa D, intervalul adreselor este 244.0.0.0 - 239.255.255.255.

Adresele de clasa A sunt in general atribuite unor retele speciale, de dimensiuni foarte mari; adresele de clasa B unor retele relativ mari, cu multe sisteme conectate in ele. Majoritatea adreselor sunt de clasa C.

Biti de identificare a retelei in cadrul Internet-ului (identifica reteaua) si biti de identificare a host-ului in cadrul retelei (identifica calculatorul din cadrul retelei) am vazut ca depind de clasa careia ii apartine adresa: clasa A, clasa B, clasa C, clasa D.

Deci ceea ce trebuie sa retinem referitor la adresele IP este:

• au o lungime de 32 de biti;
• repartizarea bitilor in cadrul adresei este diferita in functie de clasa careia ii apartine adresa IP. Grafic repartizarea acestor biti arata astfel:

Adresele de retea, adresele IP, sunt scrise in mod uzual in notatia zecimala cu punct. Deci pentru fiecare adresa IP vom avea doua reprezentari:

• reprezentare interna, caz in care adresa este un sir de 32 de biti, care sunt plasati in patru octeti consecutivi;
• reprezentare externa, caz in care adresa IP este constituita dintr-un grup de patru numere intregi separate de caracterul punct. Cele patru numere indica, in ordine, valorile celor patru octeti.

Adresa IP este utilizata de protocolul IP pentru obtinerea in binar a unui cuvant de memorie de 32 biti si care va fi utilizat in operatiile de dirijare a pachetelor.

Adrese rezervate. Atunci cand se atribuie a adresa IP unui calculator este bine sa tinem cont de existenta unor adrese care sunt rezervate si a caror utilizare nu este recomandata. Astfel, nici un calculator nu va avea adresa IP terminata in 0 sau 255. Numerele 192.168.34.0 si 192.168.34.255 nu trebuie folosite, deoarece ele constituie adresele cadru ale retelei. Numarul 127.0.0.1 este rezervat, adresa in cauza fiind alocata calculatorului local (local host). Acest numar va fi selectat pentru accesarea server-ului Web.

De asemenea, mai exista un numar de adrese rezervate, care nu pot fi utilizate de retele, cu scopul de a deosebi mai bine adresele Internet de cele intranet. Astfel vom avea, in cazul unei retele de:

• clasa A este utilizat ID 10, adica adresele de la 10.0.0.0 la 10.255.255.255;
• clasa B, folosesc ID-urile de la (16 adrese) 172.16.0.0 pana la 172.31.255.255;
• de clasa C, au disponibile adresele incepand cu 192.168.0.0 pana la 192.168.255.255.

A doua modalitate de adresare este utilizarea adreselor prin specificarea de domenii, cunoscute ca adrese Internet. Adresa IP este utilizata la nivelul programelor de comunicatie in retea si este mai greu de manevrat de utilizatori. Sistemul de adresare prin intermediul adreselor Internet este conceput astfel incat sa permita utilizatorului o scriere mai comoda, mai sugestiva si mai elastica a adresei gazdelor decat ce cu adrese IP, unde in loc de numere se utilizeaza siruri ASCII. La nivelul utilizatorului, identificarea calculatoarelor se face printr-un nume de calculator gazda (host), iar corespondenta intre specificarea de subdomenii si adresele IP revine protocolului de aplicatie DNS - Domain Name System (Sistemul Numelor de Domenii, protocol definit in RFC 1034-1035). Operatia de switching: mesajul este luat si copiat de pe o interfata pe o alta interfata (comutare), iar operatia de rutare este o functie care permite router-ului sa afle toate caile catre destinatiile aflate in zona lui de responsabilitate. Ii permite sa construiasca si sa intretina aceste informatii intr-o tabela de rutare (RT - Routing Table). Pe un router gasim : un sistem de operare mic (ROMMONITOR si salveaza administratorul atunci cand a uitat parola, sau daca s-a pierdut sistemul de operare mare) si un sistem de operare mare (sistemul de baza). Intr-un router gasim memorii cum ar fi: ROM (Read Only Memory - sunt memorii inscrise din fabricatie, ele nu pot fi sterse sau scrise ci numai citite), RAM (Read Access Memory - se sterge la oprirea sistemului, mai este cunoscuta si ca memoria de sistem), EPROM (Erase Programmable Memory - aceasta memorie poate fi stearsa cu ultraviolete), NVRAM (NonVolatile Memory - aici se pastreaza configuratiile facute de catre administrator chiar daca alimentarea echiapmentului este oprita) si PROM (Programmable Memory - este o memorie goala, fara informatie, programatorul poate introduce informatia cu ajutorul unui calculator). Pe un router mai gasim un port de consola de unde administratorul poate configure echipamentul si un port auxiliar (un port serial la care se conecteaza mdemul pentru configurarea unei linii telefonice). Pentru iesirea din LAN pe internet se utilizeaza NAT-ul Network Address Translation care inlocuieste IP-ul sursa din mesajele din interiorul LAN-ului cu adresa IP globala a interfetei de iesire din router catre ISP (Internet Service Providers). Pentru translatie se inchiriaza de la ISP o adresa neprivata globala de internet. VLAN - Virtual Local Area Network este o retea locala virtuala care se comporta ca si cum calculatoarele care ii apartin ar fi conectate pe acelasi support fizic, desi in realitate ele se afla pe segmente diferite ale retelei locale. Avantajul este acela ca daca locatia fizica a unui calculator poate fi schimbata, el se va afla in acelasi vlan fara sa fie necesara vreo reconfigurare hardware. De exemplu daca intr-o retea avem mai multe calculatoare iar doua dintre ele doresc sa comunice numai intre ele, atunci se va face un vlan. Exista trei metode prin care un router invata traseul unui pachet catre destinatie:

1. rute statice care sunt definite manual de catre administratorul de retea sub forma urmatorului hop (urmatorul router sau gateway) catre destinatie. Sunt folosite mai ales in retele mici , cand se doreste reducerea traficului.
2. Rute implicite sau default sunt definite manul de catre administratorul de retea sub forma traseului pe care il urmeaza un pachet , atunci cand nu se cunoaste calea catre destinatie.
3. Rute dinamice routerul invata traseele catre destinatie prin receptionare actualizarilor oferite de alte routere din retea.

Identificarea traseului pe care trebuie s ail urmeze un pachet este functia routerului prin care acesta evalueaza traseele catre destinatie si care dintre acestea este cel mai bun. Rutarea se refera la procesul prin care se allege cel mai bun traseu pentru transmiterea pachetelor catre destinatie. Toate protocoalele pentru rutare au acelasi obiectiv: partajarea informatiilor despre retea intre routerele participante. Acest obiectiv etse atins insa in moduri diferite, adica: unele protocoale transmit tabele de rutare intre routere, in timp ce altele transmit informatii doar despre conexiunile directe pe care le gestioneaza.

Exista protocoale :

1. distance vector (vector distanta) se refera la directia pe care trebuie sa o parcurga pachetele pana la destinatie, directie exprimata de c ele mai multe ori sub forma de hop count-uri. Hop count reprezinta numarul routerelor care trebuie traversate de un pachet pentru a ajunge la reteaua destinatie. Un protocol distance vector intretine si transmite tabele de rutare in care sunt listate toate retelele cunoscute si distantele catre fiecare dintre acestea.

Sunt incluse:

1.RIP Routing Information Protocol

2.IGRP Interior Gateway Rouring Protocol

3.EIGRP Enhanced Interior Gateway Routing Protocol

4.BGP Border Gateway Protocol

Cateva cunvinte despre fiecare protocol in parte.

1. RIP a fost primul protocol standardizat dezvoltat pentru mediile TCP/IP. Este un protocol distance-vetor destul de usor de utilizat siadministrat. Acets protocol transmite broadcast tabela sa de rutare la fiecare 30secunde. Un pachet poate sa contina pana la 25 de rute, ceea ce pentru retelele mari reprezinta un dezavantaj. Pentru retelele care vor folosi acest protocol trebuie tinut cont de faptul ca foloseste hop count-ul, ca unitate de masura (maxim 15 routere) chiar daca alte rute au o latime de banda mai mare.
2. IGRP efectueaza actualizarea tabelelor de rutare la fiecare 90 secunde. In calcularea rutelor disponibile, IGRP ia in calcul urmatorii parametrii: latimea de banda (administratorul poate configure latimea de banda disponibila pentru un segment de retea ); intarzierea (nu est ecalculata in mod dynamic. Se are in vedere suna intarzierilor de pe fiecare interfata de iesire din cadrul unei rute); increderea (este calculate dynamic in functie de posibilitatea transmiterii si receptionarii pachetelor de tip keepalive. Trebuie configurata prin intermediul comenzii metric weights); incarcatura (nu este folosita daca nu este configurata comanda precedenta.
3. EIGRP reprezinta o "forma mai evoluata" a predecesorului sau IGRP.
4. BGP este un protocol de rutare intre sisteme autonome. Un system autonom repezinta o retea sau un grup de retele sub aceeasi administrare si cuaceleasi politici de rutare. BGP-ul este folosit pentru a schimba informatii de rutare in internet si este folosit de ISP-isti.

Figure 14.  External and Interior BGP

b.link state (starea legaturii) protocoalele din aceasta categorie nu schimba intre ele tablele de rutare ca mai sus. Informatiile transmise de routere vizeaza starea legaturilor (retelelor) conectate direct. Routerul catre foloseste un astfel de protocol transmite periodic un pachet multicast prin acre ofera informatii despre starea conexiunilor sale. Routerele care primesc acest pachet il vor transmite mai departe routerelor conectate direct.

Sunt incluse:

1.OSPF Open Shortest Path First Spre deosebire de celelalte protocoale ofera o securitate mai bune; transmite cadre multicast in loc de broadcast; nu consuma foarte mult din latimea de banda a retelei. Pentrua diminua utilizarea latimiide banda, OSPF-ul transmite in retea doar schimbarile intervenite in cadrul tabelelor de rutare.

Pentru simulator

Moduri de operare:

1. privilegiat (administrator)
2. neprivilegiat (usermode)
3. setup
4. R_xBoot

1. Este modul care permite monitorizarea si administrarea echipamnetului.
2. Se poate vedea o mica parte din configuratie. Se poate verifica conectivitatea cu celelalte dispozitive (cu ajutorul comenzilor ping si telnet).
3. Setup este un program care ajuta utilizatorul necunscator sa configureze minimal router-ul. Este bun atunci cand cumparam un router si nu stim nimic despre el.
4. R_xBoot este un program de butare. Se numeste password recovery, ne foloseste la intrarea pe router fara sa stim parola de administrator.

Un router poate fi configurat in mai multe moduri:

1. de la un terminal in timpul instalarii sale
2. via modem , folosind un port auxiliary
3. de la un terminal virtual (vty 0 -4), dup ace a fost instalat in retea
4. de pe un server tftp

Cand spunem ca configuram un router ne referim la faptul ca: ii dam un nume router-lui; o parola de enable; setam adrese logice ale tuturor placilor de retea din router; activam interfete de retea; lansam in executie programele care gasesc rute optime; creem un firewall care sa realizeze securitatea retelei. Interfetele pe care le gasim pe un router sunt: Ethernet; fast Ethernet; token ring; seriale si ISDN.

Cateva comenzi pe care le vom aplica la configurarea unui router:

1. Configure terminal - configurarea manuala a router-ului de la un terminal

2. Configure memory - incarcarea informatiilor de configurare din memoria NVRAM

3.copy tftp running-config - incarcarea informatiilor de configurare de pe un server TFTP in memoria RAM

4. show running-config - afisarea configurarii curente in RAM

5. copy running-config startup-config - memorarea configurarii curente din memoria RAM in NVRAM

6.copy running-config tftp - memorarea configurarii curente din memoria RAM pe un server TFTP

7. show startup-config - afisarea configurarii salvate in NVRAM

8. erase startub-config - stergerea continutului NVRAM

Protocolul CDP (Cisco Discovery Protocol) este un protocol proprietate CISCO si furnizeaza o comanda show proprietara, comanda ce permite administratorului sa acceseze informatii despre cum sunt configurate routerele conectate direct la router-ul administrat. CDP-ul ruleaza la nivelul legatura de date.

Daca vom da comanda " show cdp neighbors "
ne va afisa actualizari facute de CDP pe router sau, despre retelele conectate direct la respectivul router.