Scrigroup - Documente si articole

Username / Parola inexistente      

Home Documente Upload Resurse Alte limbi doc  


AccessAdobe photoshopAlgoritmiAutocadBaze de dateCC sharp
CalculatoareCorel drawDot netExcelFox proFrontpageHardware
HtmlInternetJavaLinuxMatlabMs dosPascal
PhpPower pointRetele calculatoareSqlTutorialsWebdesignWindows
WordXml


Retele de Calculatoare - perspectiva comunicatiei. Notiuni de baza despre comunicatii.

retele calculatoare

+ Font mai mare | - Font mai mic



Retele de Calculatoare perspectiva comunicatiei. Notiuni de baza despre comunicatii.



Unitatea de informatie

Cea mai mica unitate de informatie cu care lucreaza un Pc este bitul. Acesta poate lua valoarea 0 sau 1 in limbajul programatorilor sau valoarea high sau low in limbajul hard-istilor. Opt unitati de informatie formeaza un byte. Ce reprezinta modalitatea uzuala de stocare in Pc uri. Un byte corespunde unui caracter care poate fi de date, de text sau de cod de program. In interiorul unui Pc informatia se poate transmite in grupuri de biti(transmisie paralela) sau bit cu bit(transmisie seriala).

Comunicarea cu dispozitivele locale

Un Pc comunica in permanenta pentru a schimba mesaje cu dispozitivele periferice consumand astfel o mare parte din timp. Din punct de vedere al Pc-ului unitatile de discuri, imprimantele si terminalele conectate sunt privite ca dispozitive externe sau periferice. De aceea trebuie sa existe ceva care sa le interconecteze precum si o metoda comuna de transmitere a mesajelor intre Pc si periferice. Orice dispozitiv periferic este conectat la un Pc prin intermediul unui cablu paralel sau serial sau direct in sloturile placii de baza. Majoritatea Pc-urilor si a perifericelor au mufe de conectare standardizate. Cel mai intalnit conector serial este RS 232(Recomanded Standard)-acea mufa de pe calculator care are 21 pini si porturile COM 1 si COM 2.

Comunicarea cu dispozitivele periferice

Un Pc poate fi conectat cu un alt Pc aflat in alta incapere. Deoarece utilizatorii nu dispun de cabluri cu lungime foarte mare ei vor trebui sa foloseasca reteaua telefonica existenta. Apare astfel urmatoarea problema: Pc-urile si reteaua telefonica nu folosesc aceleasi tipuri de semnale. Astfel Pc-urile folosesc semnale digitale iar reteaua telefonica semnale analogice. Solutia este folosirea unui dispozitiv care poate sa converteasca semnalele digitale in semnale analogice si invers, dispozitiv numit modem(modulator - demodulator).

Compatibilitate

Fie ca sunt interconectate direct prin cabluri sau prin linii telefonice Pc-urile si alte dispozitive periferice trebuie sa se puna de acord asupra mai multor lucruri pentru a putea comunica. Acestea sunt

transmisia si receptia trebuie sa se faca dupa acelasi timing(sincronizat)

viteza de transmisie si cea de receptie trebuie sa fie aceeasi

trebuie sa foloseasca acelasi protocol de comunicatie

trebuie sa foloseasca aceeasi modalitate de transmisie(simplex, duplex sau full duplex)

protocol = set de reguli folosit de cele doua parti(emisia si receptia) pentru a putea comunica

Timing-ul

O prima problema ce trebuie rezolvata se refera la stabilirea cu precizie a momentelor in care incepe un caracter si a momentului in care se termina. O prima metoda folosita in calculatoarele mari este aceea a sincronizarii intre emisie si receptie dupa care pot fi transmise continuu siruri de biti. Aceasta modalitate poarta denumirea de comunicare sincrona. A doua modalitate folosita in calculatoarele mai mici sau la comunicarea cu dispozitive periferice lente cum ar fi imprimantele consta in incadrarea fiecarui byte sau caracter intre un bit de start si un bit de stop. Metoda este folosita atunci cand caracterele sunt transmise sporadic la intervale neregulate de timp si se numeste transmisie asincrona. In cazul transmisiei asincrone bitul de start si bitul sau bitii de stop se mai adauga de obicei un bit de paritate asigurandu se astfel detectia erorilor.

Viteza datelor

Rata de transfer a datelor numita deseori incorect baund rate reprezinta viteza la care datele sunt transmise sau receptionate si se masoara in biti sec

Protocolul

Pentru comunicare este necesara definirea unui set de reguli care sa determine ce parte trebuie sa transmita la un moment dat si cand. Un astfel de set de reguli poarta denumirea de protocol si se refera la transmisia sincrona. Primul protocol cunoscut care a fost folosit se cheama BSC(Binary Synchronous Comunication). Ulterior protocolul a evoluat in SLDC(Synchronous Data Link Control). Diferenta intre cele doua protocoale este: BSC foloseste sincronizarea la nivel de caracter iar SDLC foloseste sincronizarea la nivel de bit.

Xon/Xoff- prin aceasta metoda transmitatorul transmite date in mod continuu dupa ce s a realizat sincronizarea pana cand bufferul receptorului aproape s-a umplut. In acel moment receptorul transmite spre emitator semnalul Xoff adica buffer plin. Goleste bufferul dupa care transmite spre emitator semnalul Xon reluandu se astfel transmisia datelor.

Moduri de transmisie a datelor

Capacitatea liniei de comunicatie poate fi clasificata astfel

c.       Simplex transmisia se poate face intr-un singur sens la un anumit moment dat.

C

  A

  B

 


A

  C

  B

  - transmisie simplex


b. Half Duplex : transmisia se poate efectua in ambele sensuri dar nu simultan.


A   B   transmisie Half Duplex (comutare intre sensuri folosind acelasi canal)

c. Full Duplex transmisia se poate efectua simultan in ambele sensuri(exact ca la telefon).

Codificarea informatiei

Procesarea datelor in Pc uri precum si comunicarea se face prin coduri. Fiecare litera a alfabetului, fiecare numar  si fiecare instructiune este recunoscuta de calculator printr-un cod. Calculatoarele mari folosesc codificarea EBC DIC(Extended Binary Coded Decimal Interchange Code) si ASCII(American Standard Code for Information Interchange). Diferenta majora intre cele doua coduri se refera la numarul de biti folositi pentru codificarea unui caracter si anume codul EBC DIC codifica 8 biti( caractere) iar ASCII este pe 7 biti(numai 128 caractere(coduri) codificate).

Utilizarile retelelor de calculatoare

Multe companii dispun de un numar semnificativ de Pc-uri aflate deseori la distanta unul fata de altul. De exemplu o firma cu mai multe fabrici poate avea in fiecare unitate de productie cate un Pc pe care se tine evidenta inventarului, se monitorizeaza productivitatea si se calculeaza salariile angajatilor. La inceput fiecare din aceste calculatoare lucra independent pana cand managerii au decis sa le interconecteze pentru a putea extrage si corela informatiile despre intreaga firma. In termeni generali subiectul se refera la partajarea resurselor iar scopul este de a face toate datele, echipamentele si programele sa fie disponibile pentru oricine din cadrul retelei adica simplul fapt ca un utilizator se afla la 1000 km distanta de datele sale nu trebuie sa l impiedice sa le foloseasca ca si cum acestea ar fi locale. Un al 2-lea scop il reprezinta asigurarea unei fiabilitati mai mari prin accesul la mai multe echipamente de stocare alternative astfel fisierele esentiale pot fi copiate pe 2 sau 3 masini astfel incat daca una dintre ele nu este disponibil(defectiuni hardware) pot fi utilizate celelalte copii. In plus prezenta mai multor procesoare inseamna ca daca un procesor se defecteaza celelalte pot prelua controlul si pot duce la bun sfarsit sarcinile fie si cu periferice reduse. Pentru domeniul militar, bancar, controlul traficului aerian, siguranta reactoarelor nucleare, posibilitatea de a nu intrerupe operarea unor echipamente in eventualitatea unor probleme hardware este de maxima importanta. Un alt scop il reprezinta economisirea banilor. Calculatoarele personale au un raport pret calitate mult mai bun decat cele mari. Sistemele mari de calcul sunt cam de 10 ori mai rapide decat un Pc dar costa de 1000 de ori mai mult. Acest dezechilibru i-a determinat pe multi proiectanti sa foloseasca sisteme formate din calculatoare personale cate unul pentru fiecare utilizator, datele fiind partajate prin pastrarea lor pe unul sau mai multe servere de fisiere. In acest aranjament utilizatorii se vor numi clienti iar modelul se va numi CLIENT/SERVER .In modelul client/server comunicarea are loc sub forma unui mesaj cerere prin care clientul solicita server ului efectuarea unei anumite actiuni. Serverul executa cererea si trimite raspunsul clientului. In mod uzual exista un numar mare de clienti si un numar mic de servere. Un alt scop al conectarii in retea il reprezinta scalabilitatea. Acesta se refera la posibilitatea dezvoltarii ulterioare a sistemului prin adaugarea de noi procesoare odata cu cresterea volumului de munca. De asemenea o retea de calculatoare furnizeaza un mediu de comunicare puternic intre angajatii aflati la mare distanta intre ei. Astfel ei pot sa intocmeasca impreuna un raport, pot modifica date intr-un document iar modificarea poate fi vazuta instantaneu in retea si de alti utilizatori fara a se anunta efectuarea ei printr-o scrisoare fapt ce ar consuma 2 zile.

Hardware-ul retelei de calculatoare

In principal exista doua tipuri de tehnologii de transmisie

1. Retele cu difuzare

2. Retele punct la punct

Retelele cu difuzare au un singur canal de comunicatie care este partajat de toate masinile din retea. Orice masina poate sa trimita mesaje scurte numite pachete care vor fi receptionate de toate masinile. Un camp de adresa din pachet specifica carei masini ii este destinat pachetul. La receptionarea unui pachet fiecare masina controleaza campul de adresa. Daca pachetul ii este adresat il preia si-l proceseaza daca nu il ignora. Sistemele cu difuzare mai au inca un avantaj si anume permit adresarea unui pachet catre toate destinatiile. Acest lucru este posibil prin folosirea unui cod special in campul de adresa.

Prin contrast retelele punct la punct dispun de numeroase conexiuni intre perechi de masini individuale. Pentru a ajunge de la sursa la destinatie pe o retea de acest tip un pachet de date poate fi nevoit sa treaca prin mai multe masini intermediare. Deseori sunt posibile intre sursa si destinatie trasee multiple de lungimi diferite fapt ce scoate in evidenta importanta algoritmilor de dirijare sau rutare in retelele punct la punct.

In general in practica retelele care se intind pe o zona geografica se numesc LAN -uri(Local Area Network) sau retele locale si sunt retele cu difuzare iar retelele care se intind pe o zona geografica mare se numesc WAN -uri (Wild Area Network) si sunt retele punct la punct.

LAN -uri

Retelele locale sunt retele private sau publice localizate in general intr-o cladire sau intr-un campus universitar. Ele sunt frecvent utilizate pentru a conecta statiile de lucru aflate in birourile companiei in scopul de a partaja resurese si de a schimba informatii. Retelele locale se disting prin 3 caracteristici

a.    marime

b.   tehnilogia de transmisie

c.    topologie

LAN -urile avand dimensiuni reduse, asta inseamna ca timpul de transmisie in cazul cel mai defavorabil este limitat si cunoscut dinainte.

Tehnologia de transmisie folosita in LAN-uri consta dintr-un singur cablu, in general coaxial la care sunt atasate toate masinile. Vitezele la care se opereaza intr-un LAN au fost initial de la 10 la 100 biti sec., ajungandu-se in prezent pana sa sute de Mb/sec.

Pentru LAN –uri cu difuzare sunt posibile 3 topologii:

Topologia de tip magistrala

Text Box: PcText Box: PcText Box: PcText Box: Pc


Text Box: T

T

 

terminator(absoarbe semnalele)

Magistrala(bus) mufa BNC

In momentul in care pachetele ajung la capetele magistralei sunt absorbite de terminator in acest fel pachetele nu mai sunt retransmise inapoi evitandu-se astfel coliziunile.

Text Box: Pc

Pc

 

Pc

 

Pc

 
Topologia de tip ste S

  a

Server central(conectarea intre server si Pc uri se face prin HUB)

Topologia de tip inel

Pc

 

Pc

 

Pc

 

Pc

 

Pc

 

Pc

 

Pc

 
Text Box: Pc


In reteaua de tip magistrala in fiecare moment una dintre masini este master si are dreptul sa transmita restul masinilor fiind blocate. Daca doua sau mai multe masini doresc sa transmita simultan este necesar un mecanism de arbitrare. Acest mecanism poate sa fie centralizat sau descentralizat. Cel mai popular standard al topologiei de tip magistrala este Ethernet si reprezinta o retea cu difuzare de tip magistrala cu control descentralizat lucrand la viteza de pana la 200b/sec.. Intr-o retea Ethernet oricare doua calculatoare pot transmite oricand doresc. Daca ele incearca sa transmita simultan pachetele de date se vor ciocni iar informatia se va pierde. Fiecare dintre statii poate sti daca a avut loc o coleziune daca da asteapta o perioada aleatoare(pentru a nu se intampla din nou coleziunea) de timp dupa care va incerca din nou sa transmita.

Reteaua in inel a fost folosita pentru prima data de firma IBM si cea mai raspandita este IBM - TOKEN - RING . Principiul de functionare pe o retea IBM - TOKEN RING este:

Prin retea circula un pachet standard de date numit jeton. Accesul la mediul de comunicatie il are la un moment dat numai statia care detine jetonul. Dezavantajul este timpul de asteptare a statiei pana la primirea jetonului, precum si refuzul unei statii de a face vreo operatie fapt ce ar tine in loc celelalte statii care ar avea de efectuat operatii. Retelele cu difuzare pot fi impartite in continuare in retele statice si retele dinamice. Impartirea se face in functie  de modul de alocare al canalului de comunicatie. O metoda tipica de alocare statica a canalului ar fi divizarea timpului in cuante egale pentru fiecare statie.

Modelele de alocare dinamica pe un canal comun pot fi atat centralizate cat si descentralizate. In cazul metodelor descentralizate exista o singura statie din retea care determina cine urmeaza la rand sa transmita. Poate face acest lucru acceptand cereri de la toate statiile conectate si luand o decizie conform unui algoritm intern. In cazul metodei descentralizate de alocare a canalului fiecare masina trebuie sa decida(hotarasca) pentru ea insasi daca sa transmita sau nu.

Interfete si servicii

Fiecare nivel are rolul de a furniza serviciile necesare pentru nivelul aflat deasupra sa. Elementele active ale fiecarui nivel poarta poarta denumirea de entitati. O entitate poate fi software cum este un proces sau hardware cum este un cip de intrare/iesire. Entitatile corespunzatoare aceluiasi nivel dar aflate pe masini diferite poarta denumirea de entitati egale. Astfel entitatile nivelului n implementeaza un serviciu utilizat nivelul n 1. In acest caz nivelul n se va numi furnizor de servicii iar nivelul n 1 utilizator de servicii. Serviciile sunt disponibile in SAP uri(Service Acces Points) puncte de acces la servicii. SAP-urile nivelului n sunt locurile unde nivelul n poate accesa serviciile de care are nevoie. Fiecare SAP are o adresa care l identifica in mod unic. Astfel in sistemul telefonic SAP-urile reprezinta soclurile la care se conecteaza telefoanele iar adresele SAP-urilor sunt chiar numerele de telefon. In sistemul postal SAP-urile ar fi adresele strazilor iar adresa cutiei postale sau numele destinatarului identifica in mod unic destinatia scrisorii.

Pentru ca doua niveluri sa schimbe informatie trebuie sa fie convenit un set de reguli referitoare la interfata.

Sa presupunem ca avem nivelul n si nivelul n+1. La interfata dintre cele doua niveluri avem SAP-urile. Nivelul n+1 transmite catre nivelul n prin intermediul unui SAP o unitate de date numita IDU(Interface Data Unit).

ICI SDU

  ICI

 
SDU
 
IDU Aceasta unitate IDU este compusa din doua parti

- ICI(Interface Control Unit)

n+1 - SDU(Service Data Unit)

Acest pachet este transmis la un SAP. In cadrul nivelului n

SAP acest IDU este spart in cele doua componente ICI si SDU

Informatia de control se refera de exemplu la lungimea

pachetului de date IDU transmis nivelului n. Nivelul n va

imparti unitatea SDU in mai multe pachete de tip P.D.U

(Protocol Data Unit).

N este numarul de secvente al pachetului in cazul SDU. 

n

N  P.D.U

 

Servicii orientate pe conexiune si servicii fara conexiune

Orice nivel poate oferi nivelului de deasupra sa o serie de servicii care se impart in doua grupe mari si anume orientate pe conexiune si fara conexiuni. Serviciul orientat pe conexiune este modelat pe baza sistemului telefonic. Serviciile orientate pe conexiune presupun

Stabilirea conexiunii

Folosirea conexiunii

Eliberarea conexiunii

Serviciul fara conexiune sunt modelate pe baza sistemului postal, adica nu este necesar ca intre sursa si destinatie sa fie stabilita in prealabil o conexiune ca in cazul sistemului telefonic. Scrisorile vor ajunge la destinatie fie in ordine fie in alta ordine. In retelele de calculatoare un serviciu similar sistemului postal este serviciul e-mail

Fiecare seviciu fie ca este orientat pe conexiune sau nu este caracterizat printr-o calitate a serviciului. Astfel unele servicii sunt sigure in sensul ca nu pierd niciodata date, implementarea acestora facandu-se prin solicitarea unor confirmari de primire din partea receptorului. O analogie se poate face cu serviciul postal in cazul scrisorilor recomandate. Procesul de confirmare introduce insa un timp suplimentar fapt ce nu este acceptat in unele transmisii de date. In general serviciile confirmate(sigure) sunt folosite in cazul transferului de date respectiv al unor fisiere. Servicul sigur orientat pe conexiuni admite doua variante de transmisie respectiv secventa de mesaje si flux de octeti. Prima varianta mentine delimitarea intre mesaje, astfel daca se vor transmite 2 kb de date ca doua mesaje de cate 1 kb asa vor fi interpretate la receptie.In cazul unui flux de octeti transmisia a 2 kb de date poate fi interpretata ca un singur pachet de 2kb sau doua pachete de 1kb sau 2048 de mesaje de 1 octet. Transmisia de tipul secventei de mesaje este foarte importanta atunci cand de exemplu se trimit in retea spre o imprimanta pentru tiparire paginile unei carti. In acest caz delimitarea mesajelor conform paginatiei este obligatorie.

In cazul conectarii unui terminal la un sistem cu divizare a timpului, delimitarea pachetelor nu mai este importanta iar mesajele se transmit in fluxuri continue de octeti. In unele aplicatii intarzierile introduse de confirmari nu sunt acceptate.

Un exemplu de aplicatie se refera se transferul de voce digitizata. Pentru abonatii sistemului telefonic este preferabil sa existe putin zgomot pe linie sau sa auda ocazional distorsiuni decat sa accepte o confirmare care produce intarzieri.

Primitive de serviciu

Orice serviciu este specificat formal printr-un set de primitive(operatii) puse la dispozitia utilizatorului sau a unei alte entitati care foloseste serviciul. Aceste primitive comanda serviciului sa execute anumite operatii executate de o entitate pereche. Cele mai folosite primitive sunt urmatoarele

Primitiva Request

Primitiva Indication

Primitiva Response

Primitiva Confirm

Primitiva Request arata ca o entitate cere serviciului sa realizeze ceva.

Primitiva Indication arata ca o entitate trebuie informata despre producerea unui anumit eveniment.

Primitiva Response arata ca o entitate vrea sa raspunda la un eveniment.

Primitiva Confirm arata ca o entitate trimite raspunsul la o cerere anterioara.

Pentru a ilustra modul de folosire al primitivelor sa consideram modul de stabilire si respectiv de eliberare a unei conexiuni. Entitatea care initiaza actiunea lanseaza o cerere Connect Request(cerere de conectare). Rezultatul cererii este materializat prin transmiterea unui pachet de date spre destinatie. Tot destinatia primeste apoi un pachet de date care contine primitiva Connect Indication. Aceasta primitiva anunta receptorul ca o entitate aflata undeva in retea doreste sa stabileasca o conexiune cu el Entitatea receptoare utilizeaza primitiva Connect Response pentru a comunica transmitatorului daca accepta sau daca refuza conectarea. Indiferent de varianta acceptarii sau neacceptarii conexiunii entitatea afla ce s-a intamplat prin primitiva Connect Confirm .

Majoritatea primitivelor au si parametrii. Astfel primitiva Connect Request are parametrii care specifica adresa destinatiei la care se doreste conectarea, tipul de serviciu dorit si respectiv lungimea pachetelor de date care vor circula pe aceasta conexiune. Parametrii unei primitive Conect Indication pot specifica identitatea apelantului, tipul de serviciu dorit si lungimea pachetelor de date. Daca entitatea receptoare nu este de acord cu lungimea pachetelor propusa de apelant poate face o contra propunere folosind primitiva Connect Response. Aceasta propunere este pusa la dispozitia apelantului prin primitiva Connect Confirm. Detaliile acestei negocieri sunt cuprinse in protocolul nivelului respectiv. De obicei ca rezultat al negocierii se alege dimensiunea minima din cele doua propuneri.

Serviciile oferite de primitive pot fi atat confirmate cat si neconfirmate. In orice serviciu confirmat vor exista obligatoriu toate cele 4 primitive respectiv 1., 2., 3., 4.. Primitiva Connect reprezinta intotdeauna un serviciu confirmat. Intr un serviciu neconfirmat vor exista numai doua primitive respectiv 1. si 2..

Modele de referinta

Modelul OSI-ISO(7 niveluri)(Open System Interconection International Standard Organization). Acest model a fost propus de organizatia internationala de standarde ISO ca model de interconectare a sistemelor deschise.

Datorita dezvoltarii retelelor de calculatoare au aparut implementari foarte diferite. Pe masura ce dezvoltarea retelelor a luat amploare pentru a nu se diversifica in continuare modalitatile de implementare a fost impus un standard care trebuie respectat in orice retea nou creata, standardizarea fiind impusa pe criterii de compatibilitate ale retelelor.

Criteriile de proiectare ala standardului OSI-ISO sunt:

Un nivel trebuie creat atunci cand este nevoie de un nivel de abstractizare diferit.

Un nivel poate fi creat numai atunci cand rolul sau poate fi foarte precis definit.

Functia fiecarui nivel trebuie astfel aleasa incat sa respecte folosirea unui protocol deja standardizat

Delimitarea intre niveluri se va face astfel incat sa se minimizeze fluxul de informatii care se va transmite prin interfete.

Numarul de niveluri trebuie sa fie suficient de mare pentru a nu fi nevoie sa se introduca in acelasi nivel functii diferite si suficient de mic pentru ca arhitectura sa ramana functionala.

Text Box: Gazda  BText Box: Gazda  A

Protocol Aplicatie

 

Niv.

Aplicatie

 
APDU
  Protocol Sesiune

  Protocol Transport

 


Text Box: Niv. Legatura 
        de date

Protocol Proiectare

 

Niv. Legatura

de date

 

Niv.

Fizic

 

Niv.

Retea

 

Niv.

Transport

 

Niv.

Sesiune

 

Niv. 

Proiectare

 

PPDU
 



Mesaje


Legatura virtuala
TPDU
 
RPDU
 

Niv.

Retea

 

Niv.

Retea

 

Niv.

Retea

 
Pachete


DLCPDU
 

Niv. Legatura

de date

 

Niv. Legatura

de date

 

Niv. Legatura

de date

 
Cadre

de date

APDU
 


Niv.

Fizic

 
Bit

Niv.

Fizic

 

Niv.

Fizic

 

Ruter Ruter

Protocol Gazda Ruter de Nivel Legatura de Date(DLC)

 

Protocol Gazda Ruter de

Nivel Retea

 

Protocol Gazda Ruter de 

Nivel Fizic

 

DLC - Data LinK Control

APDU - Aplication Protocol Data Unit

La nivel fizic unitatea de date care circula prin mediul fizic este bitul.

Nivelul fizic

Sarcina nivelului fizic se refera la transmiterea bitilor printr-un canal de comunicatie. Proiectarea acestui nivel trebuie sa garanteze ca atunci cand se trimite un bit cu valoarea 1 logic prin canalul de comunicatie la receptie va ajenge tot ca 1 logic si nu ca 0 logic. Problemele tipice se refera la cati volti trebuie folositi pentru a reprezenta un 1 logic si cati volti pentru a reprezenta un 0 logic acest lucru se cheama signaling, daca transmisia poate avea loc simultan in ambele sensuri, cum este stabilita conexiunea initiala si cum anume este eleberata cand partile nu mai nimic de transmis, cati pini trebuie sa aiba conectorul de retea si ce functie are fiecare pin.

Nivelul DLC(legatura de date)

Sarcina principala a nivelului legatura de date(DLC) este de a transforma un mijloc oarecare de transmisie intr-o linie de comunicatie care sa fie disponibila nivelului retea fara erori de transmisie nedetectate. Nivelul DLC realizeaza aceasta functie obligand emitatorul sa descompuna sau sa formateze datele de intrare in cadre de date, sa transmita cadrele secvential si sa prelucreze cadrele de confirmare transmise inapoi de catre receptor.

Deoarece nivelul fizic nu face decat sa accepte un flux de octeti pe care sa-l transmita destinatiei fara a se preocupa de structura sau functia lor. Responsabilitatea delimitarii cadrelor ii revine nivelului DLC. Acesta indeplineste aceasta sarcina prin adaugarea unor sabloane de biti atat la inceputul cat si la sfarsitul fiecarui caracter.

Un zgomot ce apare pe linie duce la transmiterea eronata a cadrelor, moment in care receptorul va cere retransmiterea lor. Transmiterile multiple ale aceluiasi cadru duc la aparitia unor cadre duplicate. Sarcina eliminarii duplicatelor revine tot nivelului DLC. Tot acest nivel trebuie sa rezolve problema inundarii unui receptor lent de catre un emitator rapid. Daca modalitatea de transmisie este fullduplex tot acest nivel trebuie sa rezolve problema concurentei intre cadrele de date transmise de la A la B si cadrele de confirmare transmise simultan de la B la A.

Nivelul retea

Acest nivel se ocupa de controlul functionarii subretelei de comunicatie.

Problema cheie pe care trebuie sa o rezolve nivelul retea este alegerea rutei pe care vor fi transmise pachetele de la sursa la destinatie. Dirijarea pachetelor se poate face in mod static folosind tabela de dirijare care exista in ruta. Aceste tabele sunt cablate si sunt schimbate foarte rar. Din aceasta cauza metoda folosita in practica este dirijarea dinamica pe baza unor algoritmi de rutare care pot lua decizii in functie de lungimea traseului, de durata stabilirii conexiunii sau de costuri. Daca mai multi abonati vor sa transmita simultan pachete inseamna ca pe anumite tronsoane ale caii de comunicatie pachetele vor trebui sa circule simultan producandu-se astfel gatuiri sau congestii Controlul acestei congestii ii revine tot nivelului retea. Deoarece operatorii subretelei de comunicatie in general solicita o plata pentru serviciile oferite, tot la nivelul retea este inglobata si o functie de taxare a traficului. Pentru aceasta nivelul retea trebuie sa poata numara cati biti, cate caractere sau cate pachete de date a transmis un anumit abonat. Problema taxarii se complica atunci cand pachetele de date traverseaza retele intermediare intre sursa si destinatie.

O alta problema pe care trebuie sa o rezolve nivelul retea se refera la modalitatile de adresare diferite din diferite retele. De aceea nu toate retelele suporta transmisia pachetelor de date de dimensiune standard. Este tot sarcina nivelului retea sa sparga pachetele de dimensiuni mari in pachete de dimensiuni mai mici acceptate de reteaua intermediara dupa care sa le reasambleze la destinatie.

Nivelul Transport

Sarcina principala a acestui nivel este de a accepta mesaje de la nivelul Sesiune, de a le descompune daca este cazul in unitati mai mici, de a transfera aceste unitati mai mici nivelului retea si de a se asigura ca ajung corect la destinatie.

Codul Hamming

Bitii din cuvantul de cod se numeroteaza de la stanga la dreapta incepand cu bitul 1 de la marginea din stanga. Bitii care sun puteri ale lui 2(1, 2, 4, 8, …) vor fi biti de control, restul de biti ai cuvantului de cod vor fi biti de date propriu-zisi. Fiecare bit de control forteaza ca paritatea unui grup de biti inclusiv el insusi sa fie para sau impara. Un bit poate fi inclus in mai multe calcule de paritate. Pentru a vedea la care biti de control contribuie bitul de date din pozitia k vom scrie k ca o suma de puteri ale lui 2; de exemplu 11=1+2+8, adica vom spune ca bitul 11 este verificat de bitii de control 1, 2 si 8. Cand primeste un cuvant de cod receptorul initializeaza un contor la 0, examineaza apoi fiecare bit de control pentru a vedea daca paritatea este corecta. Daca nu este corecta adauga la contor valoarea k. Daca la sfarsitul examinarii tuturor bitilor de control paritatea a fost corecta atunci contorul va avea valoarea 0. Daca valoarea contorului va fi diferita de 0 ea va reprezenta chiar numarul bitului incorect. Astfel daca bitii de control 1, 2 si 8 sunt eronati inseamna ca bitul care a fost inversat este bitul 11. Sa presupunem ca avem caracterul ASCII H: 1001000; atunci codul Hamming al acestui caracter va fi:

0 0 1 1 0 0 1 0 0 0 0

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11

3 = 1+2

7 = 1+2+4

Coduri detectoare de erori

Cele mai folosite coduri detectoare de erori sunt codurile polonomiale. Denumirea acestora este CRC (Cycle Redundancy Check). Codurile polinomiale se bazeaza pe tratarea sirului de biti ce trebuie transmis prin reprezentarea lui sau asocierea lui cu un polinom ai carui coeficienti vor fi 0 si 1. Astfel un cadru avand k biti va fi vazut ca o lista de coeficienti ai unui polinom avand k termeni respectiv de la la . Se spune ca un astfel de polinom este de grad k-1, termenii fiind numerotati de la bitul cel mai nesemnificativ de la stanga spre dreapta. De exemplu sa presupunem ca avem un cadru pe 6 biti 110001 caruia ii asociem polinomul: 1.

Toate calculele care se fac pentru codificarea unui cadru se vor face in aritmetica modulo 2 fara transport la adunare si fara imprumut la scadere. Practic adunarea si scaderea vor fi similare cu operatia Sau Exclusiv cand se utilizeaza metoda polinomiala, emitatorul si receptorul se pun de acord in alegerea asa numitului polinom generator notat cu G(x). Acest polinom este obligatoriu sa aiba cel mai semnificativ bit si respectiv cel mai putin semnificativ bit de valoare 1. Ideea acestei codificari este de a adauga o suma de control la sfarsitul cadrului astfel incat polinomul rezultat prin aceasta concatenare sa fie divizibil cu G(x). Cand receptorul primeste cadrul cu suma de control il asociaza polinomului de gradul respectiv (cat rezultat prin concatenare) si incearca sa-l imparta la G(x). Daca rezultatul impartirii are restul 0 receptorul considera ca transmisia s-a facut fara erori, in caz contrar se va cere retransmiterea cadrului respectiv.

Algoritmul pentru calculul sumei de control este urmatorul:

fie r gradul polinomului G(x). se vor adauga cadrului de transmis r biti de 0 la capatul cel mai putin semnificativ al cadrului asa incat noul cadru va contine m biti de date r biti de 0(biti de control) si va corespunde polinomului:

G(x) – grad r

M(x) – cadru de transmis

- rezultat prin concatenarea cu r biti de 0

se imparte modulo 2 cu polinomul generator G(x)

se scade restul impartirii din sirul corespunzator si se va obtine polinomul care va fi transmis pe linie: T(x) - R(x); R(x) este restul impartirii lui la G(x).

Exemplu

Sa presupunem ca avem de transmis urmatorul cadru: 1101011011.

Alegem G(x): 10011  (1)

Se face concatenarea lui G(x), cadru + 5 biti de 0 (numarul bitilor de 0 este egal cu numarul bitilor lui G(x).

1 1 0 0 0 0 1 0 1 0 1



 

 

 

 

 

 

 

 

T(x) = 110101101101111

 

Sa presupunem ca la transmiterea cadrului apar erori. Atunci la receptie in loc sa ajunga T(x) va ajunge T(x) E(x). Receptorul va incerca sa imparta T(x) E(x) la G(x) adica:

[T(x) + E(x)] / G(x) = T(x) / G(x) + E(x) / G(x)

ca daca E(x) este divizibil cu G(x) aceste erori nu vor fi detectate, in schimb orice alta valoare va fi detectata.

Presupunem ca E(x) - eroare singulara pe bitul I

la receptie vom avea T(x) + . Pentru a se detecta eroarea trebuie ca sa nu fie divizibil cu G(x).

Conditia pentru a detecta erori de 1 bit este ca G(x) sa aiba cel putin 2 termeni.

Sa presupunem ca se produc doua erori singulare de 1 bit:

E(x) + ; i>j

E(x) = (+1)

In practica s-a demonstrat ca exista polinoame generatoare de grad mic care sa asigure protectia unor cadre de lungime mare cum ar fi polinomul 1. Acest polinom nu se divide cu factori de forma 1 pana la o valoare a lui k

Scurt istoric asupra aparitiei Internetului

Primul pas important catre satisfacerea nevoii de a comunica o constituie realizarea primului cablu transatlantic in anul 1858 pe care mai tarziu avea sa se bazeze Internetul.

Daca vrem sa cautam originile Internet-ului va trebui sa ne indreptam atentia mai aproape de zilele noastre, in 1957 cand presedintele american Eisenhower lua decizia infiintarii Agentiei pentru Proiecte avansate de Cercetare (pe scurt ARPA, de la denumirea in engleza, Advanced Research Projects Agency) in subordinea Departamentului Apararii (DoD). Primul succes al nou createi agentii nu a tinut de calculatoare ci de programul spatial american, cercetatorii din cadrul ARPA reusind sa conceapa intr-un timp record(numai 18 luni) primul satelit american functional. Cativa ani mai tarziu, sub umbrela ARPA au intrat si domeniile legate de calculatoare si retele, in fruntea acestui departament, sau mai exact a Biroului pentru tehnici de Procesare a Informatiei, fiind numit J.C.R. Licklider. Licklider era un om care privea inaintea timpului sau. “Luati orice problema, spunea el si gasiti oamenii care pot contribui la la solutionarea ei. Acesti oameni trebuie adusi intr-o stransa colaborare intelectuala astfel incat ideile sa interactioneze. Dar aduceti acesti oameni din punct de vedere fizic in acelasi loc si veti avea probleme, pentru ca de cele mai multe ori chiar si cei mai creativi dintre ei nu sunt neaparat cei mai buni oameni de echipa. Pur si simplu nu veti avea suficiente pozitii in cadrul organizatiri ca sa-I faceti pe toti fericiti. Trebuie sa axiste o cale de a facilita comunicarea intre oameni fara a-i duce in acelasi loc.

Credincios acestor idei, el aprezentat pe parcursul anului 1962, intr-o serie de referate, conceptul sau de Retea galactica”, in care vedea o serie de calculatoare conevtate intre ele astfel incat oricine sa poata avea acces la date si programe din orice loc. Daca stam sa privim un pic lucrurile, ideea sa de atunci corespunde extrem de mult Internetului asa cum il cunoastem in yiua de azi.

Primii pasi concreti in directia ideilor lui Licklider au fost facuti de Leonard Kleinrock, profesor la MIT, care in 1964 publica o carte despre teoria schimbarii pachetelor de date, in aceasta carte el realizand de fapt o dezvoltare a primelor sale concepte, publicate inca din 1961. Kleinrock practic a reusit sa convinga comunitatea (si ceea ce este mai important si pe Lawrence Roberts, unul dintre succesorii lui Licklider la ARPA) de fezabilitatea teoretica a comunicatiei cu pachete fata de cea cu circuite.

Lumea nu a stat pre mult pe ganduri si a pornit la treaba. Dupa succesul preliminar al lui Roberts din 1965, care impreuna cu Thomas Merill a reusit sa realizeze comunicarea intre doua calculatoare printr-o linie telefonica, apus pus la punct in 1966 un plan pentru realizarea retelei ARPA. Pana la adoptarea sa finala, in 1968, proiectul retelei a suferit o serie de modificari, cum ar fi marirea vitezei de comunicare de la 2,4 kbps la 50 kbps, dar in linii mari el a fost acceptat ca atare si astfel s a pornit la realizarea lui efectiva. Totusi, infrastructura de atunci nu era suficienta asa ca, pe baza noilor specificatii elaborate de personalul din cadrul ARPA, s-a organizat o licitatie pentru punerea la punct si cumpararea unui IMP(Interface Message Processor ) castigata in mod surprinzator, in decembrie 1968, de o companie mica la vremea aceea, Bold Beraneck and Newman (BBN) avand sef de proiect pe Frank Heart.

Realizarea efectiva a durat aproximativ un an si a dat nastere unui computer imens, care a fost nevoie sa fie ridicat cu o macara in laboratorul lui Kleinrock la UCLA (University of California in Los Angeles) si care la 2 septembrie 1969 si-a intrat in atributii pentru prima data. La acea data nu am considerat ca este neaparat un moment istoric”, zice Kleinrock. “N-am avut nici macar un aparat de fotografiat”. Era o masina derivata dintr-un Honeywell DDP 516, ce functiona in principiu non stop (lucru considerat aproape imposibil la vremea aceea, unul din motivele pentru care o serie de companii nu s-au incumetat sa le implice in proiect) si a carei unica sarcina era de a transmite si de a receptiona date si bineinseles, de a verifica reusita acestor transmisii, iar la nevoie de a realiza o retransmisie in cazul in care ceva nu functiona corect. Pana la sfarsitul anului 1969 BBN a mai livrat inca 3 IMP-uri, instalate pe rand la universitatile din stanford, Santa Barbara si Salt Lake City.

Momentul nasterii

Un login mic pentru Kleinrock, un pas imens pentru calculatoare… Cam asa ar suna o parafrazare a cuvintelor lui Neil Armstrong, daca am vrea sa caracterizam momentul conectarii primelor doua noduri ale ceea ce vrea sa devina mai tarziu reteaua retelelor: cel de la UCLA si cel de la Stanford Cei mai multi considera aceasta ziua de nastere a Internetului, zi despre care Leonard Kleinrock isi aminteste intr-un interviu Am stabilit o legatura prin telefon cu baietii de la SRI (Stanford Research Institute […] am tastat L si am intrebat prin telefon:

Vedeti L ul

Da il vedem, ni s a raspuns.

Am tastat O si am intrebat:

Vedeti O ul

Da vedem O-ul.

Atunci am tastat G ul, si sistemul a crapat”. Asta da inceput. Totusi a

doua oara totul a functionat in regula.

Sigur, efectele a ceea ce s-intamplat atunci le-am putut observa cu adevarat abia in ultimii cativa ani. S-ar putea spune ca la acea data Internetul era un bebeluls despre care aproape nimeni nu avea sa banuiasca felul in care v-a creste.

Stabilizarea nucleului format din cele patru noduri a fost urmata de o continua expansiune, ajungandu-se in cativa ani la 15 noduri distribuite pe intreg teritoriul Statelor Unite. In 1970, S. Crocker, in fruntea unui colectiv intitulat Network Working Group (NWG), definitiveaza protocolul initial host-to-host ARPANET, care avea sa fie denumit NCP (Network Control Protocol) si care avea sa devina protocolul din cadrul retelei. De asemenea s-a adoptat o politica de deschidere, ARPA, rebotezata intre timp DARPA (Defense Advanced Research Project Agency) realizand catre sfarsitul lui 1972, mai exact in octombrie, o demonstratie publica a lui ARPANET.

Organizat cu ocazia Conferintei Internationale despre Comunicarea Computerelor, demo-ul a fost un real succes, cuprinzand o serie de aplicatii ruland la distanta si reusind sa uimeasca si sa entuziasmeze intreaga asistenta.

Oval: XDS
940


Text Box: Nucleul initial ARPANET, format din 4 noduriText Box: UTAHOval: XDS
X - 7
Text Box: I M P

UCLA

 

I

M

P

 

I

M

P

 

UCSB

 
Oval: IBM
360/75

I M P

 
Oval: DEC
PDP-IO

Printre cei mai surprinsi au fost cei de la AT&T care erau deosebit de sceptici in privinta posibilitatii de functionare a intregului concept. Dar 1972 nu a insemnat doar aceasta prima deschidere pentru public, ci si punerea la punct a primei aplicatii intr-adevar utile. Poate ati ghicit deja, este vorba despre introducerea postei electronice, prin luna martie aceluiasi an Raz Tomlinson reusind sa scrie un software pentru trimiterea si citirea mesajelor de e-mail. Initial, totul era destinat celor care dezvoltau reteaua si a fost dictat de nevoia de o coordonare mai buna intre acestia, dar avea sa devina una dintre cele mai “fierbinti” aplicatii ale retelei si astfel ideile exprimate de Licklider cu 10 ani mai devreme dobandeau o prima finalitate. Nevoia de comunicare incepea sa fie satisfacuta, si oamenii puteau acum lucra impreuna de la distanta. Au mai fost si alti pasi si cu siguranta vor mai fi si altii de acum in acolo, dar dintre cei cu adevarat importanti acesta a fost unul dintre primii; poate chiar primul.

SRI
 

IMP

 

IMP

 
Oval: DDP-516

IMP

 

IMP

 

IMP

 

IMP

 

IMP



 

IMP

 
LINCOLN
 
Oval: TX - 2

IMP

 
MIT
 

IMP

 
Oval: PDP -IO
ILLINOIS
 
Oval: PDP - II

IMP

 
Oval: PDP -IO

IMP

 
Oval: PDP -IO

CASE

 


Oval: GE-645 Oval: 360 / 67

Harta logica ARPANET in 1971, pusa la dispozitie de Gregory Gromov

 


Si pentru ca suntem tot la capitolul 1972, nu putem sa nu-l amintim si pe Robert Metcalfe de la Xerox, care s-a ocupat de conectarea retelei proprii la ARPANET. Pe parcursul anului urmator, Metcalfe prezinta, o parte a tezei sale de doctorat, o noua tehnologie de transfer, pe care el a denumit-o Ethernet si care trezeste interesul celor de la ARPA, in frunte cu Bob Kahn si Vint Cerf. Acestia din urma, constienti si de inevitabila diversificare ce avea sa urmeze, fac in 1974 o propunere de protocol unitar ce avea sa fie denumit TCP/IP (Transfer Control Protocol/Internet Protocol) si care la 1 ianuarie 1983 este adoptat ca standard oficial. De fapt aceasta a fost si ziua in care s-a realizat in cadrul ARPANET de la vechiul NCP la TCP IP. Pregatita cu ani inainte, trecerea a fost pentru multi dintre cei care se asteptau la vreo catastrofa una surprinzator de lina, fara probleme; dificultatea consta de fapt in necesitatea ca toate nodurile sa realizeze conversia simultan. Acest eveniment a prilejuit printre altele si spargerea retelei in doua sectiuni: MILNET-ul ca suport pentru cerintele pentru care s-a investit de fapt in ea (sa nu uitam ca DARPA se afla subjursdictia Departamentului Apararii; Kahn, Kleinrock, Cerf si ceilalti le-au numit cerinte operationale) si ARPANET-ul propriu-zis, pentru cercetare. Ulterior, in 1989, cand deja existau 100.000 de calculatoare host, s-a renuntat si la ARPANET, calculatoarele retelei fiind subordonate celor din NSF (National Science Foundation).

Drumul catre Europa

Primele activitati legate de Internet in Europa au avut loc in Elvetia, la Centrul European pentru Cercetari Nucleare (pe scurt CERN, de la denumirea sa originala din franceza Centre European pour Recherche Nucleare). “In august 1984 am facut o propunere scrisa catre Les Robertson, seful grupului”, spune Ben Segal , “pentru initierea unui proiect pilot in cadrul caruia sa instalam si sa evaluam protocolul TCP/IP pe cateva calculatoare cheie la CERN, masini non-Unix printre care mainframe-ul central IBM-VM si un sistem VACS VMS.” Dupa aprobarea propunerii s-a trecut la punarea ei in practica anul urmator, implementarea TCP/IP-ului la CERN avandu-l drept coordonator tocmai pe Segal. Lucrurile au evoluat pe un fagas relativ sigur, CERN fiind, dupa cum spune Segal, in 1990 cel ami mare site Internet din Europa. Acest fapt a influentat in mod pozitiv acceptarea si rapsandirea tehnicilor specifice Internetului atat in Europa cat si prin alte parti.” Practic acum era creat mediul necesar tn care un nou element putea sa apara.

De ce Steve Jobs este mai important decat Bill Gates

Dupa inceperea exilului sau din Aple, Steve Jobs, se stie, si-a fondat propria sa compania, NeXTStep. Calculatoarele gandite de Jobs erau destul de scumpe (ca dovada, in ’93 NeXTStep si-a anchis divizia de hardware) insa se aflau din multe puncte de vedere inaintea timpului lor, si tocmai de aceea au avut priza in comunitatea stiintifica, din care faceau parte si grupul de oameni de la CERN. In 1990 unul din aceste calculatoare ajunge si pe masa lui Tim Bernes Lee. Deja aici trebuie sa deschidem o mica paranteza si sa spunem ca, inca din 1089, pe de o parte Tim Berners Lee si pe de alta Robert Cailliau propusesera folosirea in cadruil CERN a uni concept introdus la sfarsitul anilor 60, si anume hypertext-ul. Dupa cum il definea cei doi, “hypertext-ul este un mod de a lega si de accesa informatiile asemeni unei tesaturi de noduri, din care utilizatorul poate sa culeaga ceea ce are nevoie” , acesta urmand sa fie deservit in alegerea informatiilor de un progtram pe care Caillau si Berners l-au numit browser. Pe parcursul lui 1990, Berners Lee, multumita uneltelor de dezvoltare NeXTStep” (citat R. Caillau) termina primul prototip de browser dupa care a urmat alegerea numelui noului sistem. Robert Caillau isi amintea in 1995 la Paris :”Dupa cateva intalniri in bufetul de la CERN, Tim si cu mine am incercat sa dam un nume noului sistem. Eram decis ca numele sa nu fie luat din nou din mitologia greaca. Tim a propus “World Wide Web”. Imi place foarte mult, dar ca este greu de pronuntat in franceza”.

Prototipul era impresionant, dar exista incovenientul ca platforma NeXTStep nu era larg raspandita, asa ca o parte din facilitati au fost eliminate, iar in 1992 CERN ofera gratuit o versiune portabila a browserului.

De aici si pana la razboiul browserelor din ziua de azi nu au mai fost decat cativ apasii, trecand prin aparitia lui opher si ulterior, cu ajutorul aceleiasi echipe de programatori care au realizat Gopher-ul, a arhicunoscutului Netscape Navigator.

La multi ani, Internetule!

Raportat la o viata de om, Internetul este inca tanar la cei 30 de ani pa care i-a implinit acum, si probabil intr-o forma sau alta va trai mult timp de acum in acolo. Dupa cum evolueaza lucrurile, tinde sa devina infrastructura de baza a societatii moderne, depinzand poate intr-o anumita masura si de noi, de fiecare in parte, felul in care va fi folosit.

Internet mai rapid ca oricand

Modemul de linie telefonica este mort, din punct de vedere tehnologic, chiar daca reprezinta inca cea mai ieftina modalitate de intrare pe Net. In continuare se prezinta aproape toate tehnologiile disponibile la noi care candideaza la inlocuirea modemului.

Muzica, filme, software – toate aplicatii mult ravnite pe Web. Insa pentru muzica de calitate hi-fi , streaming DVD sau download de programe, avem nevoie de acces high-speed la Internet.

Cand v-ati enervat ultima oara pe conexiunea dumneavoastra la Internet? S-a intrerupt cumva download-ul cand a ajuns la 95%, dupa care v-ati chinuit ore in sir sa transferati datele prin retea? A trebuit sa asteptati zece minute sa se incarce pagina preferata, numai pentru ca avea cateva banner-e si imagine

Cam acesta ar fi portretul surferului de ast[yi, care depinde de o conexiune analogica, realizata prin reteaua telefonica. Dar nu va mai fi mult timp asa. Viteza mult ravnita de surferi va deveni realitate, mai devreme sau mai tarziu. Conexiunile DSL, prin modem de cablu, liniile de curent electric sau prin satelit ofera astazi alternative interesante – evident, exista inca diferente foarte mari in ceea ce priveste pretul, viteza si disponibilitatea. Multe dintre noile tehnici de transmisie se afla inca in stadiu de dezvoltare, altele in schimb sunt deja mature si asteapta doar sa se impuna. Daca aveti noroc sa locuiti in zona in care trebuie, puteti sa va bucurati de pe acum de latimi de banda la care doar ati visat. O serie de tehnologii high-speed se aflsa in stadiul de proiect in zona Capitalei, iar primii ofertanti testeaza deja piata.

Daca v-a dezamagit Romtelecom-ul prin serviciile sale, nu disperati, pentru ca exista alternative cu adevarat bune. In continuare se prazinta care dintre posibilitatile de acces la Internet au cel mai mare potential, dintre acestea care va sunt disponibile dumneavoastra in Romania, ce va este necesar in acest sens si daca, eventual, merita sa mai asteptati.

Mod de lucru

Pentru a va putea conecta la Internet, aveti in primul rand nevoie de un calculator personal si un echipament care sa asigure un transfer de date cu exteriorul, acest echipament fiind in general, un modem.

Dupa ce ati indeplinit aceste conditii, este timpul sa vedem ce trebuie sa facem pentru a putea beneficia de lumea electronica oferita de Internet, organizatie cunoscuta sub numele de Internet Service Provider sau, pe scurt, ISP. Aceste firme ofera in general mai multe servicii legate de Internet, dar in acest studiu ne vom referi doar la problema permiterii accesului.

Conectarea se poate face in mai multe moduri, traditional prin dial-up sau linie inchiriata, sau prin metode mai rapide dar mai costisitoare, cum ar fi cablul TV, modemul radio, ISDN, DSL sau chiar prin satelit.

Cea mai intalnita varianta la utilizatorii persoane fizice este prima enumerata, metoda de conectare prin dial-up. Ce este acest dial-up? Dial-up reprezinta un mod de conectare la Internet prin intermediul unui modem si a unei linii telefonice normale. De ce se adreseaza in primul rand persoanelor fizice In primul rand din cauza costurilor, care sunt cele mai mici din oferte. La dial-up se platesc impulsurile telefonice pe care le consumati, si de aceea majoritatea utilizatorilor se indreapta spre folosirea Internetului dupa ora 22, cand pretul unui impuls este mic. De asemenea, se plateste o suma provider-ului dumneavoastra, suma care variaza functie de firma pe care o alegeti. Marimea ei se invarte in general in jurul catorva centi pe ora, cu o puternica tendinta de scadere.

Sa analizam acum cazul in care optati pentru conectarea la Internet prin intermediul liniilor inchiriate (leased lines). Ce este o linie inchiriata In esenta este o pereche de fire, alocata de cei de la Romtelecom, care face legatura fizica intre doua modemuri, cel aflat in posesia dumneavoastra, respectiv cel al ISP-ului. Ca si la dial-up pretul se imparte in doua, platiti o suma pentru inchirierea acelei linii telefonice Romtelecomului, iar o alta suma providerului de Internet. Aceasta din urma variaza de la cateva sute pana la peste o mie de dolari, in functie de viteza de acces (latimea de banda) pentru care optati. Aceste preturi destul de mari limiteaza in mare parte posibilitatile persoanelor fizice, si de aceea se opteaza pentru dial-up. Dar exista si alte posibilitati, unele si la noi in tara, ce ofera o conectare in termeni foarte buni (a se citi servicii de mare viteza) spre care tinde sa migreze toata aceasta lume Internet.

DSL: acceleratie prin obisnuitele cabluri de cupru

Rentabil si rapid

Datorita campaniilor de reclama sustinute, societatile de telefonie monopoliste din tarile civilizate vor ca DSL sa para o inventie proprie. Cand acolo, in spatele acestor servicii de mare viteza oferite de acestia se afla tehnologia Digital Subscriber Line – pe care o folosesc si alti ofertanti.

DSL utilizeaza cablurile de cupru ale retelei telefonice. Acesta reprezinta un avantaj imens fata de toate tehnologiile high-speed, pentru ca astfels aproape toate locuintele din orasele importante ale unei tari dezvoltate pot fi “alimentate” cu DSL. Insa nu va exista o asemenea dotare la nivel national, din motive tehnice si economice: viteza de transfer scade odata cu cresterea distantei fata de locul de emisie.

Dar chiar si in zonele rurale ale tarilor din Europa de Vest, utilizatorii pot fi conectati prin cabluri (e drept, foarte lungi) la cel mai aproape loc de emisie, bineinteles cu viteze mai mici datorita distantelor mari, dar totusi este ceva.

Dispersie asincrona: un cablu pentru video, telefon si date

Exista variante ale tehnologiei DSL, dintre care doar ADSL si SDSL joaca un rol important. Litera “A” din ASDL vine de la “asincron”: download-ul se realizeaza cu o rata de transfer mult mai mare decat upload-ul. SDSL aduce rate de transfer identice in ambele directii (Synchronous DSL). Toate procedeele DSL au ceva in comun: pentru transferul datelor de tip voce sunt folosite doar cateva frecvente. ADSL exploateaza restul din spectrul de frecvente si transfera datele pe aici. Pentru ca transferul telefonic si cel de date sa nu se suprapuna, cele doua tipuri de transfer sunt despartite printr-o a treia banda de frecventa, asa-numita banda de securitate.

Pentru utilizarea DSL pe calculatorul de acasa aveti nevoie de un separator (splitter). Acesta este integrat intre modemul DSL si telefon, pentru a desparti serviciul obisnuit de telefonie de ASDL. In afara de aceasta, aveti nevoie de un modem DSL pentru transferul datelor, c are sa fie conectat la calculator printr-o placa Ethernet.

Franare: numai o zecime din latimea de banda este utilizata

Cu ajutorul acestei tehnologii sunt posibile rate de transfer de pana la 8Mbit s (1 MB/s). Dar pentru a nu solicita reteaua, nici un provider nu ofera latimea maxima de banda. Utilizatorii vor trebui sa se multumeasca de regula cu doar 128 Kbit/s pentru upload si 768 Kbit/s pentru download. Fata de ISDN sau dial-up este intr-adevar o imbunatatire majora (cufactorul 12, respectiv 24), dar masurat la adevaratul potential al DSL, se beneficiaza de doar o zecime.

Viteza maxima absoluta are insa pretul ei, ceea ce face ca numarul ofertantilor sa fie redus.

Toate variantele insa presupun o conectare completa la respectivul ofertant, preturile variind intre 50 si 100 USD pe luna. Cine are nevoie si de o viteza si mai mare trebuie sa scoata o suma considerabila din buzunar. DSL reprezinta la momentul actual cea mai inteligenta alternativa la modem si ISDN. Tehnolologia se implementeaza acum in toata Europa de Vest, si speram ca va prinde si in tara noastra cat mai curand.

Internet prin satelit

Disponibil peste tot: high-speed cu cantec

Baza transferului digital de date prin satelit este open-standardul Digital Video Broadcast (DVB) pentru transmisiile TV. Mult timp, Eutelsat a fost deschizatorul de drum si liderul de piata in Europa. Intre timp, concurenta a recuperat.

In stransa conlucrare cu zona de cercetare si industrie, Eutelsat a dezvoltat din DVB o platforma proprie, care cuprinde nu doar servicii video prin MPEG2, ci si transfer de date prin satelit, cablu si antene terestre.

La conectarea prin satelit, o statie terestra transmite prin Internet catre satelit date, pe care utilizatorul le solicita. Acesta orbiteaza, de regula, pe o traiectorie geostationara, fiind deci pozitionat fata de Pamant mereu in acelasi punct. De acolo, satelitul imparte datele spre suprafata de care raspunde. Ocolul atat de mare inseamna ceva timp de emisie si de receptie, dar nu prea conteaza, avand in vedere ca satelitii pot transfera mai multi megabiti pe secunda. Tocmai de aceea, providerii de Internet lucreaza cu placere cu satelitii pentru conexiunile transatlantice.

Insa, in timp ce un provider dispune de mijloace consistente, pentru utilizator particular aceasta varianta (transmisie receptie prin satelit) este mult prea costisitoare – este vorba de mai multe zeci de mii de dolari.

Canalul de intoarcere – un gat de sticla: solutie prin reteaua telefonica

Clientul privat obtine insa o solutie. Problemele apar insa numai in anumite conditii, caci la surfing prin Internet se receptioneaza de zece ori mai multe date decat se transmit. Dar acest lucru inseamna ca pe langa echipamentul necesar pentru receptia Internet prin satelit aveti nevoie de un acces dial-up – care implica de asemenea costuri. Pentru


Coduri detectoare de erori

Cele mai utilizate coduri detectoare de erori sunt cele polinomiale, dintre care cel mai cunoscut este CRC(Cycle Redundanced Check). Codurile polinomiale se bazeaza pe tratarea sirurilor de biti ca reprezentari de polinoame avand coeficienti 0 sau 1. Un cadru avand k biti va fi vazut ca o lista de coeficienti pentru un polinom ce are k termeni respectiv de la pana la . Spunem ca un astfel de polinom are gradul k-1. Ca exemplu sirul de biti 110001va fi reprezentat prin polinomul. Acest polinom este polinomul asociat cadrului. Aritmetica polinomiala pe care o vom utiliza este aritmetica modulo 2. Adunarile se vor face fara transport iar scaderile fara imprumut. Atat adunarile cat si scaderile vor fi echivalente cu operatio SAU Exclusiv. Atunci cand e utilizata metoda polinomiala atat emitatorul cat si receptorul se vor pune de acord in avans asupra folosirii aceluiasi polinom generator G(x). Atat bitul cel mai semnificativ cat si cel mai putin semnificativ trebuie sa fie 1. Pentru a calcula suma de control a unui cadru ce are m biti corespunzator unui polinom M(x), trebuie ca polinomul M(x) sa aiba gradul mai mare decat polinomul generator G(x).

Ideea detectarii erorilor este urmatoarea:

Se adauga cadrului de transmis o suma de control astfel incat polinomul asociat cadrului  cu suma de control sa fie divizibil cu G(x). Cand receptorul primeste cadrul cu suma de control incearca sa le imparta la polinomul generator G(x). Daca restul impartirii este 0 receptorul decide ca transmisia s-a facut fara eroare, in rest inseamna ca transmisia s-a facut cu eroare si se va cere retransmiterea cadrului.

Algoritmul de calcul al sumei de control

Fie r gradul polinomului generator G(x). Se adauga r biti de 0 la capatul cel mai putin semnificativ al cadrului de transmis obtinandu-se m r biti ce corespund polinomului .

Se imparte sirul de biti corespunzator lui la polinomul generator G(x) folosind impartirea modulo 2.

Se scade din restul impartirii obtinut la pasul 2. Cadrul astfel obtinut va fi cadrul cu suma de control ce va fi transmis pe linie.

Sa presupunem ca avem cadrul 1101011011 , m

Alegem ca polinom generator G(x) , r=5.

= 110101101100000

1 1 0 0 0 0 1 0 1 0 1

 

 

 

 

 

 

 

 




Exemplu de protocoale ale legaturii de date

Toate protocoalele legaturi de date (DLC) se bazeaza pe un protocol numit SDLC care a fost conceput de firma IBM. Initialele SDLC vin de la Synchronous Data Link Control.

Din dorinta standardizarii protocoalelor impusa de organizatia ISO. Acset protocol, cu mici modificari s-a transformat in protocolul ADCCP (Advanced Data Comunication Control Procedure ). Cu alte mici modificari si acest protocol s-a transformat in HDLC (High level Data Link Control ) care este cel mai folosit astazi. Din el au mai derivat inca doua protocoale: LAP (Link Access Procedure) si LAPB. Toate aceste protocoale sunt orientate pe biti si folosesc inserarea de biti pentru incadrare.

Formatul standard al unui cadru este urmatorul:

8 biti 8 biti 8 biti > 16 biti 8 biti

 

Adresa

Control

Date

Suma de control (CRC)

Octetii indicatori sunt folositi pentru a delimita fara ambiguitate inceputul si sfarsitul unui cadru si pentru si pentru a sincroniza emitatorul cu receptorul sau sursa cu destinatia.

Campul de control este folosit pentru numere de secventa, pentru confirmari pozitive sau negative sau pentru testarea liniilor de comunicatie.

Campul de date are o lungime variabila, el fiind insa limitat ca dimensiune maxima din considerente de eficienta in detectarea erorilor de transmisie.

Campul suma de control va contine chiar suma de tip CRC.

In functie de continutul campului de control exista 3 tipuri de cadre si anume:

cadre de informatie

cadre de supervizor

cadre nenumerotate

Cadrele de informatie: contin in campul de control urmatoarele: primul bit din cei 8 este 0, pe urmatorii 3 biti este numarul de secventa al cadrului, pe urmatorul bit este setat P - Pdl (testare ) sau F - Final (final) iar pe urmatorii 3 biti numarul urmatorului cadru care este asteptat.

1 bit 3 biti 1 bit 3 biti

 

Nr. secventa

P/F

Urmator

Cadrele supervizor: incep cu primii 2 biti 10, urmeaza Tip pe urmatorii 2 biti si se continua ca la cadrele de informatie cu campul P/F si campul Urmator.

2 biti 2 biti 1 bit 3 biti

 

Tip

P/F

Urmator

Cadrele nenumerotate: incep cu primii 2 biti 11 si se continua ca la cadrele supervizor

2 biti 2 biti 1 bit 3 biti

 

Tip

P/F

Urmator

Bitul P/F este folosit atunci cand un calculator interogheaza un grup de terminale. Prin setarea acestui bit la valoarea P calculatorul invita terminalul sa transmita date. Ultimul cadru transmis va avea acest bit setet la valoarea F.

Cadrele supervizor sunt folosite in general de catre administratorii de retea. Aceste cadre de control ajuta la testarea liniilor, la refacerea tabelelor din rutere dupa caderea accidentala si dupa reconectarea oricarei masini din retea.

Diferentiarea acestor cadre este realizata prin campul de Tip de 2 biti.

Vom avea astfel Tipul 0 care este un cadru de confirmare numit recive ready si este folosit pentru a se indica transmitatorului ca un nou cadru este asteptat.

Tipul 1 poarta denumirea de reject – este un cadru de confirmare negativa si indica detectia unei erori de transmisie. In acest caz campul Urmator al cadrului indica primul cadru din secventa care nu a fost receptionat corect.

Tipul 2 poarta denumirea de recive not ready, el confirma toate cadrele receptionate cu exceptia cadrului specificat in campul Urmator. Acest cadru foloseste pentru a specifica emitatorului lipsa temporara a unor zone de memorie libere la receptie.

Tipul 3 se numeste selective reject, acest cadru poate sa ceara retransmiterea numai a cadrului specificat in campul Urmator.

Cadrele nenumerotate sunt folosite atat pentru a transmite informatii de control cat si pentru a transmite date.

Toate protocoalele nivelului legaturii de date folosesc o seri de comenzi de baza cum ar fi :

DISC (Disconnect) – prin care o masina poate sa anunte ca doreste sa se deconecteze din retea

SNRM (Set Normal Response Mode). Aceasta este folosita pentru a anunta ca o masina care a fost deconectata de la retea tocmai s-a reconectat.

FRMR (Frame Reject) – ea specifica faptul ca un cadru desi a fost correct receptionat din punct de vedere al sumei de control CRC are erori de semantica si trebuie retransmis.

Cadrele de control, la fel ca si cele de date pot fi pierdute sau deteriorate si de aceea trebuiesc confirmate (pozitiv sau negativ). Acest lucru se face cu comanda UA (Unnumbered Acknowledgement).

Nivelul legaturii de date in Internet

Protocolul SLIP (Serial Line Internet Protocol) a fost primul protocol de nivel DLC folosit in Internet. A fost conceput de Rick Adams in anul 1984 si conecta statiile Sun in Internet prin intermediul unui modem. In prezent s-a renuntat la el din cauza urmatoarelor dezavantaje :

Protocolul nu ofera nici o modalitate de detectie sau de corectie a erorilor la lasand aceste sarcini in seama nivelurilor superioare.

Suporta doar protocolul IP neputand fi astfel utilizat in anumite retele cum ar fi retelele NOVEL.

Inainte de a se incepe comunicarea sau de a se stabili o conexiune intre sursa si destinatie fiecare din cele doua capete ale legaturii trebuie sa cunoasca dinainte adresa celeilalte, adica adresele IP nu pot fi alocate dinamicceea ce ar insemna ca orice masina noua conectata la retea va trebui sa primeasca o noua adresa IP.

Acest protocol nu ofera nici o posibilitate de autentificare (corelarea intre numarul server-ului si adresa IP) a sursei si a destinatiei

Din cauza acestor dezavantaje s-a renuntat la acest protocol si se foloseste PPP (Point to Point Protocol). Acest protocol furnizeaza 3 lucruri importante :

O modalitate de delimitate a inceputului si sfarsitului fiecarui cadru ceea ce faciliteaza si detectia erorilor de transmisii.

Furnizeaza un protocol pentru obtinerea liniilor de comunicatie, pentru testarea acestora, pentru negocierea obtiunilor de comunicare si pentru eliberarea liniilor dupa terminarea comunicarii. Acest protocol se cheama LCP (Link Control Protocol)

Un protocol NCP (Network Control Protocol) folosit pentru a negocia optiunile nivelului retea.

Pentru a vedea cum lucreaza impreuna aceste parti sa consideram un scenariu tipic in care un utilizator acceseaza de acasa un provider de servicii Internet. Initial PC-ul apeleaza ruter-ul provider-ului de servicii prin intermediul unui modem. Dupa ce modemul ruterului a raspuns la telefon si s-a stabilit o conexiune fizica, ruterul provider-ului de servicii Internet trimite o serie de pachete folosind LCP in campul de informatie utila al mai multor cadre PPP. Ca urmare a transmiterii acestor cadre se vor selecta parametrii de comunicatie. Dupa ce negocierile s-au incheiat sunt trimise mai multe pachete NCP pentru a configura nivelul retea. In mod normal PC-ul va rula o suita de protocoale TCP/IP si pentru aceasta va avea nevoie de o adresa IP catre sursa si destinatie. Dupa ce au fost transmise toate pachetel de date adresele dinamice IP sunt dezalocate si protocolul NCP elibereaza linia de comunicatie si inchide legatura ce exista intre ele.

Formatul unui cadru PPP

Formatul cadrului PPP este foarte asemanator cu cel NDLC avand in plus un camp numit protocol care poate sa aiba 1-2 octeti. Ca si cadrul NDLC si cadrul PPP incepe cu secventa 01111110

8 biti 8 biti 8 biti 8-16 biti >0 8-16 biti 8 biti

 

Protocol

Info

CRC

Campul de adresa (11111111) este intotdeauna setat la valoarea binara 1 pentru toti bitii din octet. Aceasta adresa specifica faptul ca toate statiile conevtate in retea trebuie sa accepte cadrul transmis. Protocolul PPP se foloseste in retele cu difuzare unde cadrele se duc la toate calculatoarele conectate in retea.

Campul de control (00000011) care are o valoare predefinita ceea ce specifica un cadru nenumerotat. Cu alte cuvinte protocolul PPP nu furnizeaza o transmisie sigura cu cadre numerotate nefiind folosite numere de secventa. Deoarece campurile adresa si control sunt predefinite, protocolul LCP poate negocia optional omiterea acestor doua campuri din formatulcadrului PPP salvandu-se astfel 2 octeti pe cadru.

Campul protocol: specifica ce tip de pachet de date vom avea in campul de informatie utila. Astfel sunt definite coduri pentru protocoalele LCP, NCP, IP, IPX si altele.

Campul de informatie utila: are o lungime variabila, lungimea sa fiind negociata folosindu-se pachete LCP. Daca optiunile de negociere nu sunt folosite, lungimea acestui camp va fi cea predefinita si anume de 1500 octeti. Deci protocolul PPP ofera un mecanism de icadrare multiprotocol folosit in general pentru liniile cu modem.

Initial starea masinii sursa, starea de repaus o vom numi starea DEAD. Daca vrea sa initieze, sa deschida o conexiune urmeaza urmatorii pasi:

sa gaseasca o purtatoare pe linie

daca este detectata masina trece in starea Estabilished

daca modemul destinatie este ocupat starea Estabilished esueaza si se revine in starea DEAD

daca modemul test a raspuns (nu a fost ocupat) se trece la negocierea optiunilor folosind LCP ajungandu-se la starea de autentificare

daca autenticarea nu reuseste se ajunge intr-o noua stare Terminate, se elibereaza purtatarea si se revine in starea DEAD

daca autentificarea reuseste se ajunge in starea de configurare a nivelului retea Network. In aceasta atare se ruleaza NCP si se ajunge in atarea Open cand poate sa inceapa transferul. Cand transferul de date s-a terminat se trece in starea Terminate dupa care se elibereaza purtatoarea si se ajunge din nou in starea DEAD.

Autentificare

reusita

 

LCP

Negociere

 

Purtatoare

detectata

 


Esuare

 

Esuare

 


Purtatoare

eliberata

 

Gata

 

NCP

 


Nivelul MAC (Medium Access Control

Primul protocol folosit la nivelul MAC poarta denumirea de ALOHA – pur. Fiecare abonat poate sa emita fara restrictii oricand doreste . Daca detecteaza o coleziune va incerca sa transmita dupa o perioada aleatoare de timp.

Toate sistemele in care pot aparea coliziuni poarta denumirea de sisteme cu conflicte (contension systems). Acest protocol a aparut in 1970. In 1972 a fost discretizat (s-au introdus cuante de timp si nici un utilizator nu putea sa se conecteze la orice moment de timp ci trebuia sa astepte inceputul unei cuante). Statistic s-a demonstrat ca e mai efficient ca ALOHA – pur

Un alt protocol folosit la subnivelul MAC este protocolul CSMA (Carrier Sense Multiple Access) care este persistent si nepersistent. Acest protocol intra in clasa protocoalelor cu detectii de purtatoare. Astfel cand o statie are ceva de transmis asculta intai canalul. Daca detecteaza o purtatoare asteapta in continuare iar in momentul cand detecteaza liber inceaca sa transmita

Intarzierea de propagare are o foarte mare importanta in acest protocol. Astfel tinand cont de timpul de propagare al semnalului intre 2 statii conectate in retea este posibil ca sa nu poata fi evitate coliziunile.

CSMA nepersistent presupune ca statiile sa nu emita imediat ce linia este libera ci ea va asteptao perioada de timp aleatoare dupa care va incerca sa emita din nou.

Protocolulul CSMA/CD

O statie poate fi sigura ca a ocupat canalul daca dupa un timp egal cu 2t cadrele se intorc nealterat (t este timpul de propagare a pachetelor de date intre cele mai indepartate statii din retea).

Protocoale fara coliziuni

1. Protocolul Bitmap

Presupunem ca in retea exista un numar N de calculatoare gazda cu adresele unice de la 0 la N-1. Protocolul consta in urmatoarele: - daca statia cu adresa 0 are ceva de transmis respectiv un cadru, atunci va transmite un bit cu valoarea 1 logic in timpul cuantei ce ii este alocata (respectiv al cuantei 0). Daca nu are nimic de transmis transmite un 0 logic pe durata cuantei respective. In general o statie j, daca are de transmis un cadru va trimite un bit de 1 logic pe durata cuantei j. Dupa ce a trecut cadrul format din cele N cuante, fiecare statie va sti care statii din retea doresc sa transmita iar statiile vor incepe sa transmita in ordinea crescatoare a adreselor de statie. Practic inainte sa inceapa transmisia se emite un cadru de forma:

cuante

 
1 2 . . . . . N

 

cadru din N cuante

 

1 2 . . . . . N-1

 

. . . . .

statia ce transmite

 

adrese

 

2. Protocolul Binnary Count Down (numaratoare inversa binara)

Datorita faptului ca protocolul Bitmap consuma in plus cate un bit pe statie a fost inlocuit cu protocolul Binnary Count Down care functioneaza astfel:

fiecare statie inainte sa inceapa transmisiile isi difuzeaza in retea propria adresa binara. Lungimea adreselor tuturor statiilor trebuie sa fie aceiasi. Dupa difuzarea adreselor tuturor statiilor se intra intr-un proces de licitatie a castigarii canalului care se desfasoara astfel:

se face un SAU intre bitii cei mai semnificativi ai tuturor adreselor statiilor din retea, apoi fiecare statie care a avut bitul cel mai semnificativ 0 logic verifica daca acest 0 a fost acoperit de un 1 logic provenit din adresa obtinuta pe baza operatiei SAU, daca da renunta la transmisie in favoarea statiilor ramase in licitatie. Algoritmul se repeta pentru urmatorul bit din adresele statiilor pana cand in licitatie ramane o singura statie care va primi accesul la canalul de comunicatie. Dupa incheierea transmisiei algoritmul se repeta.

Sa presupunem ca avem 4 statii cu adresele:

bitul cel mai semnificativ

 

0 0 1 0 I

0 1 0 0 II

> statia 4 a castigat licitatia

  1 0 0 1 III

1 0 1 0 IV

1 0 1

Nivelul retea din arhitectura OSI/ISO

Sarcina principala a nivelului retea este aceea de a transfera pachetele de date de la sursa la destinatie; Stabilirea rutei pe care vor circula pachetele de date revine tot nivelului retea. La nivelul interfetei dintre nivelul retea si nivelul transport vom gasi de fapt serviciile pe care nivelul retea trebuie sa le furnizeze nivelului transport intr-un mod transparent. Practic interfata dintre nivelul retea si nivelul transport este de fapt interfata dintre furnizorul de servicii si client. De obicei furnizorul detine controlul protocoalelor si al interfetelor pana la nivelul retea inclusiv. Sarcina furnizorului se refera la livrarea pachetelor pe care i le trimite clientii. Serviciile nivelului retea au fost proiectate avandu-se in vedere urmatoarele scopuri:

Serviciile trebuie sa fie independente de tehnologia subretelei

Nivelul transport trebuie sa fie independent de numarul, tipul si topologia subretelelor existente;

Adresele de retea disponibile la nivelul transport trebuie sa foloseasca o schema de numerotare uniforma chiar in interiorul retelelor WAN sau LAN.

La acest nivel exista in prezent o disputa apriga intre furnizori si clienti respectiv intre comunitatea Internet si operatorii de telefonie, astfel comunitatea Internet sustine ca subretelele de comunicatie trebuie doar sa transmita siruri de biti. Argumentele ar fi urmatoarele:

subretelele oricat de bine ar fi proiectate nu sunt niciodata sigure; 

dezvoltarea calculatoarelor personale permite acestora sa realizeze controlul erorilor, controlul fluxului, secventierea astfel incat pentru comunitatea Internet furnizorul de servicii trebuie sa ofere doar doua primitive si anume:

- send packet (trimite pachete)

- recive packet (preia pachete)

un alt argument ar fi ca in momentul in care tot controlul transmisiei este inglobat intr-un calculator gazda la retea si serviciile furnizate la nivelul subretelei de comunicatie vor fi mult mai ieftine.

Cealalta tabara reprezentata de companiile de telefoane afirma ca subreteaua trebuie sa furnizeze un serviciu orientat pe conexiune garantand o siguranta rezonabila. In aceasta perspectiva conexiunile trebuie sa posede urmatoarele proprietati:

Inainte de a trimite datele, un proces al nivelului retea de pe calculatorul emitator trebuie sa stabileasca o conexiune cu partenerul destinatar. Aceasta conexiune va primi un indicator special, toate datele vor fi transferate pe aceasta conexiune dupa care ea va fi eliberata in mod explicit.

Cand se stabileste o conexiune cele doua procese pot negocia parametrii, calitatea si costul serviciului furnizat.

Comunicatia se face bidirectional iar pachetele sunt livrate cu numere de secventa

Se asigura in mod automat un control al fluxului astfel incat un emitator sa nu inunda receptorul lent.

Organizarea interna a nivelului retea

Exista doua filosofii de baza care vizeaza organizarea interna a nivelului retea si anume: - prima se bazeaza pe folosirea conexiunilor iar a doua fara conexiune.

La nivelul retea orice conexiune este privita ca un circuit virtual prin analogie cu circuitele fizice folosite in sistemele telefonice. Organizarea fara conexiune presupune ca transmiterea pachetelor sa se faca independent, modul de transmisie purtand numele de datagrama prin analogie cu posta traditionala (expedierea scrisorilor).

Algoritmi de dirijare

In majoritatea subretelelor pachetele vor face salturi multiple in drumul lor de la sursa la destinatie. Algoritmii pe baza carora sunt dirijate pachetele reprezinta acea parte a softului nivelului retea care raspunde de alegerea liniei de iesire pe care un pachet receptionat va fi transmis mai departe. Daca subreteaua foloseste datagrame aceasta decizie trebuie luata din nou pentru fiecare pachet receptionat. Daca subreteaua foloseste circuite virtuale decizia de dirijare se ia doar o singura data la stabilirea circuitului virtual. Acest caz se mai numeste sesiune de dirijare calea ramane aceiasi pentru o intreaga sesiune utilizator.

Algoritmul de dirijare trebuie sa tina cont de faptul ca anumite rutere sau anumite portiuni ale subretelei pot deveni temporar inoperante si pot reveni in retea la momente aleatoare. Un principiu de baza care trebuie respectat vizeaza rezolvarea conflictului intre optimalitatea si prevenirea defavorizarii anumitor statii din retea. Astfel presupunand ca avem o retea la care sunt conectate 8 calculatoare conform topologiei din figura:

X’

 

X

 

C’

 

B’

 

A

 

A

 

B

 

C

 

X

 


Daca traficul intre A-A’, B-B’ si C-C’ este suficient de mare pentru a satura legatura orizontala intre X si X inseamna ca pentru optimizarea fluxului transferul de date intre X si X ar trebui oprit. Acest lucru insa ar insemna defavorizarea statiilor X-X’. Este necesar astfel ca in orice retea sa se adopte un compromis intre eficienta globala si prevenirea defavorizarii anumitor statii.

Algoritmii de dirijare se impart in doua mari categorii si anume:

a)         Algoritmi neadaptivi: acestia nu isi bazeaza deciziile de dirijare pe masuratori sau estimari ale traficului si ale topologiei curente. Astfel alegerea caii de la nodul i la nodul j se calculeaza in avans off-line si parvine ruterului la initializarea retelei.

b)         Prin contrast algoritmii adaptivi isi modifica deciziile de rezolvare reflectand modificarile topologice ale subretelei si de multe ori si pe cele ale traficului. Algoritmii adaptivi culeg informatii, fie de la ruterele vecine fie de la toate ruterele subretelei de comunicatie. Ei pot schimba ruterele, fie la intervale de timp precis definite, fie cand se schimba incarcarea sau cand se schimba topologia.

In stabilirea ruterelor de dirijare se tine cont de principiul optimalitatii. Acesta este urmatorul:

daca ruterul J se afla pe calea optima de la ruterul I la ruterul K atunci calea optima de la J la K se afla pe aceiasi ruta.

Demonstratie

I r1 J r2 K

 

ruta de la I la J ruta de la J la K

 

Dirijarea pe calea cea mai scurta

In general algoritmii de dirijare se bazeaza pe construirea unui graf al subretelei de comunicatie. In acest graf nodurile grafului vor fi rutere iar arcele grafului vor fi liniile de comunicatie dintre rutere. Sa presupunem ca avem urmatorul graf:

C

3 3

F

D

2 2

H

 

B

2 2

E

A

G

 

7

2

4

 


6 1

Metricele folosite in algoritmii de dirijare pot fi alese in mod diferit. Astfel o metrica poate fi distanta in Km, alta metrica poate fi viteza de transmisie sau intarzierea de propagare sau costurile liniei.

Punem pe graf metrice asociate cu distanta in Km si avem sa aflam calea cea mai scurta de la nodul A la nodul D. Metoda este urmatoarea:

C(

D , -)

H(

 

B(2, A)

E (

A

G(6, A)

 
fiecare nod va fi etichetat in paranteze cu distanta de la nodul sursa pana la el de-a lungul celei mai bune cai cunoscute. Initial nu se cunoaste nici o cale asa ca nodurile vor fi etichetate cu . Pe masura ce se executa algoritmul vor fi gasite cai mai bune iar nodurile vor primi noi etichete care vor fi temporare sau permanente. Initial toate etichetele vor fi temporare iar atunci cand se descopera ca o cale este cea mai scurta cale plecand de la nodul sursa, eticheta ei va deveni permanenta.

B devine permanent

(are destinatie scurta)

 


F(

distanta 6 fata de A

 

aici avem eticheta permanenta

 

B(2, A)

E (2+2, A)

A

G(6, A)

 

C(9, A)

D , -)

H(

 


F(

.

.

 

Ziduri de protectie (Firewall)

Posibilitatea de a conecta orice calculator cu oricare alt calculator poate fi o sabie cu doua taisuri. Pentru utilizatorul casnic colindatul prin Internet ofera satisfactii deosebite, dar pentru administratorul de sistem este un cosmar. Multe din companii detin informatii confidentiale, secrete de afaceri, planuri de dezvoltare, strategii de marketing si analize financiare. In afara pericolului scurgerii de informatii exista pericolul infiltrarii de informatii. In particular virusii care pot fi introdusi pot incalca securitatea sau pot sa distruga informatii de valoare. In consecinta sunt necesare mecanisme care sa protejeze retelele companiei, pastrand bitii “buni” in interior si lasand bitii “rai” in afara.

Zidurile de protectie reprezinta o adaptare moderna a unei solutii de aparare, de securitate medievala. Inainte in jurul cetatilor erau sapate santuri adanci, eventual umplute cu apa. In cazul retelelor de calculatoare acete ziduri de protectie au urmatoarele componente:

a)      Un ruter cu filtrare de pachete pentru datele care pleaca din reteaua loacala apre alte retele

b)      Un ruter cu filtrare de pachete pentru datele care sosesc spre reteaua locala dinspre alte retele.

c)      Intre cele doua rutere este inserata o poarta de aplicatii (PA)

LAN

 

spre alte retele

 


Ruterele cu filtrare de pachete contin tabele de dirijare analizate de catre administratorul de sistem care cuprind adrese care au dreptul sa acceseze reteaua locala si respectiv adrese blocate. Presupunand ca persoana rau intentionata incearca sa patrunda in sistem de la o alta adresa decat cea care a fost blocata, pachetul de date trece de ruterul cu filtrare de pachete si ajunge le PA. PA este de fapt o bariera software respectiv un program ce poate fi configurat de catre administratorul de sistem de exemplu, sa verifice aparitia in date a unor cuvinte pe care le considera interzise.

Internet Protocol (PI)

Pentru a studia PI vom prezenta formatul unei datagrame Internet. Orice datagrama IP contine o parte fixa de 20 octeti respectiv 5 cuvinte a cate 4 octeti si o parte variabila care contine datele propriu-zise si respectiv diverse optiuni. Formatul unei datagrame IP este urmatorul:

I II III IV
 


Antet pe 20 octeti

 
Versiune

IHL

Tip serviciu

Lungime totala

Identificare

RF

MF

Deplasament fragment

Timpul de viata

Protocol

Suma de control (CRC)

Adresa sursei

60 octeti

<-> IHL15

 
Adresa destinatiei

Optiuni

variabil ca lungime

<40 octeti

 

IHL – Internet Header Lengh (lungimea antetului Internet)

Deoarece IHL este pe 4 biti inseamna ca valoarea minima va fi 5 (nu ne intereseaza valoarea 0) iar valoarea maxima este 15 (4 octeti x 15 octeti).

Daca partea fixa este egala cu 20 => ca partea variabila are 60 - 20 = 40 octeti.

Campul versiune specifica versiunea protocolului folosit

Campul serviciu se imparte la randul sau pe biti astfel:- primii 3 biti reprezinta campul de precedenta

Tip serviciu

D

T

R

precedenta

 

nefolositi

 
Campul precedenta contine informatii rferitoare la numarul de secventa al ultimului pachet receptionat corect. Bitul D, T, R reprezinta criterii pe care calculatorul gazda le impune subretelei de comunicatie si inseamna:

D – Delay (Intarziere)

T – Throughput (Productivitate)

R – Reliability (Fiabilitate)






Politica de confidentialitate



DISTRIBUIE DOCUMENTUL

Comentarii


Vizualizari: 831
Importanta: rank

Comenteaza documentul:

Te rugam sa te autentifici sau sa iti faci cont pentru a putea comenta

Creaza cont nou

Termeni si conditii de utilizare | Contact
© SCRIGROUP 2021 . All rights reserved

Distribuie URL

Adauga cod HTML in site