Modelul TCP/IP

Este organizat pe 5(4)niveluri.

La nivelul cel mai de jos se gaseste nivelul fizic cu protocoale precum 10baseT, G703 care specifica tensiunile electrice pe linie, caracteristicile cablului si tipurile de conectori. V90 codifica datele ca tonuri audio si este utilizat de catre modemuri. Sunt si alte tipuri de protocoale la nivel fizic, precum Tunnel, ATM, etc. Pentru exemplicare, protocoalele specificate sunt doar o parte din multimea celor existente.

Deasupra nivelului fizic se gaseste nivelul legaturii de date (in modelul TCP-IP nivelul device, care este constituit dintr-un set de protocoale software). Protocoalele verifica erorile de transmisie si controleaza disciplina comunicatiei pe linia de conexiune. PPP - protocolul punct la punct, este protocolul uzual deoarece acesta poate rula peste diferite protocoale fizice.

Nivelul internet contine protocolul IP constituie protocolul de lucru in internet. El permite mesajelor sa fie rutate intre retele care nu sunt direct conectate. Fiecare pachet va trece prin mai multe noduri (relee). ICMP furnizeaza mesajele de control precum "Gazda neaccesibila" ("Host unreachable") si "Conexiune refuzata" ("Connection refused"). BGP si OSPF sunt vitale, deoarece acestea permit ruterelor sa schimbe informatii despre cine este conectat si cu cine. Ele permit pachetelor sa treaca de la un calculator la altul oriunde in lume.

Deasupra nivelului internet se gaseste nivelul transport. La acest nivel opereaza diverse protocoale. UDP furnizeaza o rapida dar nesigura cale de trimitere a pachetelor individuale. TCP utilizeaza un sistem complex de transmisie cu verificare si retransmisie a datelor pentru a furniza o linie sigura pentru un sir de date (data stream). O importanta caracteristica a protocoalelor de transport este ca ele utilizeaza un anumit numar de port care da posibilitatea rularii mai multor aplicatii de retea pe un singur calculator.

Deasupra tuturor se gaseste nivelul aplicatie care contine toate protocoalele utilizate pentru web, email, conectare la distanta, etc. Un important protocol din acestea este DNS - Domain Name System, care traduce numele gazdelor in adrese IP. Deoarce celelalte protocoale din TCP/IP indeplinesc celelalte sarcini, aceste protocoale pot fi relativ simple. Spre exemplu in cazul unui web browser acesta comunica "GET /" si serverul ii intoarce pagina de index. Complexitatea apare atunci cand    sunt necesare executare unor sarcini complicate, dar se poate comunica intotdeauna prin protocolul de baza.

În ceea ce priveste securitatea exista doua principale solutii: SSL si IPsec. SSL - Secure Sockets Layer - realizeaza criptarea unei conexiuni TCP. Mai intai un certificat digital este prezentat de catre server, apoi intreaga comunicatie este criptata pentru a preveni interceptarea si ascultarea comunicatiei. Multe protocoale lucreaza peste SSL, ex. HTTPS care este HTTP peste SSL si nimic mai mult.

IPsec este o alternativa care permite codificarea fara nivelul TCP; acesta este utilizat mai mult pentru realizarea Virtual Private Networking (VPN).

Terminologie utilizata:

10baseT (10bT) - cea mai des intalnita forma a Ethernet, ce denota o viteza a transmisiei de 10 mbps, prin utilizarea cablului format din fire-pereche de cupru. Ethernet reprezinta un standard pentru conectarea computerelor la o retea locala (LAN);

100baseT (100bT) - un termen echivalent pentru Ethernet rapid, un standard imbunatatit pentru conectarea computerelor la o retea locala (LAN). 100BaseT Ethernet functioneaza in mod similar cu un Ethernet obisnuit, doar ca poate transfera datele cu o viteza de maximum 100 mbps;

G703 - Standard CCITT care descrie caracteristicile functionale si electrice a transmisiei de voce si a datelor pe legaturi de telecomunicatii digitale bazate pe PCM (Pulse Coded Modulation). Tehnologia este utilizata de catre companiile de telefonie pentru convertirea semnalelor analogice (vocea de exemplu) in semnale numerice. PCM genereaza un semnal de 64kbps pentru codarea vocii umane. Astfel se explica faptul ca 64kbps constituie caramida de baza a transmisiunilor numerice in retelele de telecomunicatii. Aceasta caramida este numita DS0 in USA sau E0 in restul lumii. G703 defineste legaturile de tip T1 sau E1 si multipli superiori ai acestora.

CCITT - Comitetul Consultativ International pentru Telegrafie si Telefonie; organizatie internationala pentru standardizare in domeniul telecomunicatiilor. A fost inlocuita de catre ITU-T (Uniunea Internationala a Telecomunicatiilor, sectorul standarizarea telecomunicatiilor).

T1 - cea mai mica unitate de multiplexare in ierarhia operatorilor americani care corespunde la 24 DS0, adica 1,544 mbps.

E1 - cea mai mica unitate de multiplexare in ierarhia operatorilor europeni care corespunde la 32 E0, adica 2,048 mbps.

ATM - Asynchronous Transfer Mode - transferul in mod asincron; metoda de transmisie a datelor (in general rezervata debitelor mari de date) utilizand celule (pachete) de date de marime fixa de 53 de octeti.

V90 - specificatie tehnica publicata de catre CCITT descriind o tehnica de modulare - demodulare full duplex la 56000 bps utilizata de catre modemurile retelei cu comutare.

ARP - protocol care face o legatura intre adresa IP si adresa fizica MAC a unui echipament pe o retea locala.

Ethernet - standard care defineste caracteristicile unei retele in legatura cu substratul MAC (legatura de date in OSI) si stratul fizic (OSI). Reteaua utilizeaza metoda CSMA/CD (Carrier Sense Multiple Access - Collision Detection), acces multiplu cu sesizarea purtatoarei si detectia coliziunilor. Topologia este fie magistrala (bus) fie stea (star) si utilizeaza urmatoarele medii:

1Base5: topologie stea, 1mbps, 250 m pe segment, cablu UTP

10Base5: topologie magistrala, 10mbps, 500m pe segment, cablu coaxial gros, 50 ohm

10Base2: topologie magistrala, 10mbps, 185m pe segment, cablu coaxial subtire, 50 ohm

10BaseF: topologie magistrala, 10mbps, 4000m pe segment, cablu fibra optica

10BROAD36: topologie magistrala, 10mbps, 1800m pe segment, cablu coaxial 75 ohm

10BaseT: topologie stea, 10mbps, 100m pe segment dupa repetor (hub), cablu UTP cat 3

100BaseT: topologie stea, 100mbps, 100m pe segment dupa repetor (hub), cablu UTP cat 5

1000BaseT: topologie stea, 1000mbps, 100m pe segment dupa repetor (hub), cablu UTP cat 6

HSSI - High Speed Serial Intreface - interfata intre un DTE (Echipament terminal de transmisii de date - calculator, imprimanta) si un DCE (Echipament terminal de comunicatii de date - modem, multiplexor) creata de CISCO (principal fabricant mondial de rutere) pentru a inlocui norma V35. Suporta viteze de pana la 52 mbps pe o distanta de pana la 15 metri pe cabluri in perechi torsadate blindate si conectori in 50 puncte.

PPP - Point to Point Protocol , protocolul pentru legatura punct la punct (RFC 1331 si RFC 1332)

IP - Internet Protocol, protocol al retelei cu comutare de pachete realizand adresarea si rutarea. Versiunea actuala este IPv4 (32 biti) si va fi inlocuita de IPv6 (128 biti, ~6000 miliarde adrese pe m² suprafata terestra).

ICMP - Internet Control Message Protocol (versiunea 4, RFC792 si versiunea 6, RFC1885), protocol de daignostic pentru retelele de tip IP. De exemplu programul PING (Packet INternet Groper) utilizeaza pachete ICMP.

IGMP - Internet Group Management Protocol (RFC1112), protocol ce permite uneigazde in internet sa se identifice ca apartinand unui grup de multicasting utilizand IP Multicast.

OSPF - Open Short Path First (RFC1583), protocol care permite schimbul si construirea tabelelor de rutare intre rutere interconectate. Ruterele schimba intre ele informatii cu privire la conexiunile lor si algoritmii ce permit calcularea celei mai favorabile rute a unei adrese dintr-o alta retea. Înlocuieste protocolul RIP mai putin eficace.

RIP - Routing Information Protocol (RFC1058), protocol care permite ruterelor sa schimbe intre ele tabelele lor de rutare. Spre deosebire de OSPF care utilizeaza algoritmi de calcul pentru evaluarea celei mai bune rute dintr-un punct in altul, RIP se limiteaza doar la schimbarea tabelelor de rutare. Este mai putin eficient decat OSPF, care insa necesita o putere de calcul mai mare.

BGP - Border Gateway Protocol sau Exterior Gateway Protocol (RFC1771) este un protocol care permite unui grup de rutere Internet (acest grup este numit sistem autonom) sa dialogheze intre ele pentru a schimba informatii de rutare si sa permita cea mai buna utilizare posibila a benzii de trecere disponibile. Se realizeaza astfel o echilibrare a incarcarii intre diferitele linii de comunicatie.

TCP - Transmission Control Protocol (RFC793), protocol de interconectare a retelelor, furnizand conexiuni full-duplex cap la cap. Mentine conexiunea logica cap la cap, fragmenteaza si reasambleaza pachetele furnizate de catre nivelul de deasupra catre IP, mentinand circuite virtuale multiple cu nivelul superior prin porturi (de la 0 la 65536).

IPsec - IP Security, suita de protocoale ce permite schimbul pachetelor de date securizatre la nivelul IP. În mod "transport", numai datele transportate sunt criptate; in mod "tunnel" sunt criptate datele din antetul protocolului. IPsec este utilizat pe sistemele de criptare cu chei publice.

UDP - User Datagram Protocol (RFC768), protocol de interconectare a retelelor furnizand serviciul de transport al pachetelor fara controlul cap la cap. Ca si TCP utilizeaza porturi fara a mentine circuite virtuale. Este un protocol foarte simplu dar foarte performant.

Cele mai uzuale porturi TCP:

0 - rezervat

7 - echo

11 - systat (active users)

13 - daytime

20 - ftp-data

21 - ftp-control

22 - ssh

23 - telnet

25 - smtp

37 - time

42 - nameserver

43 - nicname (whois)

53 - domain name server

110 - pop3

113 - authorization

123 - sntp (simple network time protocol)

Cele mai uzuale porturi UDP:

0 - rezervat

7 - echo

11 - systat (active users)

13 - daytime

20 - ftp-data

21 - ftp-control

23 - telnet

25 - smtp

37 - time

42 - nameserver

43 - nicname (whois)

53 - domain name server

69 - tftp (trivial ftp)

79 - finger

80 - www-http

161 - snmp

179 - bgp

213 - ipx

513 - who

SNMP - Simple Network Management Protocol, protocol ce permite supervizarea echipamentelor la distanta.

SSL - Secure Socket Layer, protocol ce permite stabilirea unei conexiuni securizate intre un client (ex. IE browser) si un server de WEB pentru a transmite date confidentiale. O data ce conexiunea este stabilita transferul tuturor informatiilor se face in mod protejat. A fost creat de catre Netscape, pentru comertul electronic. Nivelul de securitate depinde de marimea cheii de criptare utilizata (128 biti fiind dimensiunea minima). Mult timp a fost considerata o tehnologie strict militara. Pt aplicatii comerciale erau folosite chei de 50 sau 56 de biti, care ulterior au fost inlocuite prin 128 biti.

SSH - Secure SHell, protocol ce permite realizarea de sesiuni telnet securizate pe o retea TCP-IP, prin criptarea datelor si a secventei login/password.

HTTP - Hyper Text Transfer Protocol, protocol care permite transferul de pagini HTML intre un server si un client navigator.

SMTP - Simple Mail Transfer Protocol (RFC2821), protocol ce serveste la transferul mesajelor electronice intre doua servere de posta electronica.

POP3 - Post Office Protocol version 3, protocol pentru recuperarea mesageriei electronice de pe un server de mail, utilizat in principal pe calculatoarele care se conecteaza intermitent la retea.

DNS - Domain Name Service (RFC1034 si RFC1035), serviciu ce realizeaza conversia (numita rezolvare) a unui nume de domeniu (exemplu: venus.valahia.ro) intr-o adresa IP (ex. 193.226.18.134).

NTP - Network Time Protocol (RFC1305, port UDP123), protocol ce permite sincronizarea unui client cu unul sau mai multe servere peste o retea. Precizia de sincronizare este de ordinul a 1 pana la 50 milisecunde. Serverele NTP oficiale utilizeaza ceasuri atomice pentru furnizarea timpilor de sincronizare.

VPN - Virtual Private Network, retea privata virtuala; permite stabilirea unei conexiuni intre numeroase calculatoare prin intermediul unei retele publice sau prin imprumutarea unor tronsoane ale retelelor publice. Reteaua este privata gratie utilizarii tehnologiilor si protocoalelor speciale ca PPTP (Point to Point Tunneling Protocol) sau PPPoE (Point to Point Protocol over Ethernet)ce permit stabilirea de legaturi securizate intre doua calculatoare ale VPN-ului, prin utilizarea de canale publice de comunicatie. Aceasta tehnica este numita incapsulare sau tunelare. Se spune ca este virtuala deoarece se creeaza o retea intre calculatoare ale VPN-ului fara ca reteaua fizica (liniile de comunicatie) sa apartina actorilor VPN. Marile companii de telecomunicatii ofera intreprinderilor posibilitatea creerii de VPN imprumutand reteaua lor publica