Reteaua

Reteaua

Industria de Retea, ca intreg, si-a dezvoltat mijloacele de analiza atat pentru platformele existente cat si pentru cele marite incremental.

Acest lucru garanteaza faptul ca, comunicatiile existente sunt mentinute in timp ce sunt introduse servicii noi.

In acest curs ne vom concentra asupra aspectelor de informare despre :

• Dispozitivele care formeaza Reteaua
• Mediul care conecteaza dispozitivele din Retea
• Mesajele care sunt transportate de-a lungul Retelei.
• Regulile si procesele care guverneaza comunicatiile in Retea.
• Instrumentele si comenzile pentru construirea si intretinerea Retelelor.

Studiul central asupra Retelelor de calculatoare consta in folosirea, in general accepata a, modelelor care descriu functiile Retelei. Aceste modele ofera un cadru pentru intelegerea Retelelor obisnuite si pentru facilitarea dezvoltarii de noi tehnologii care sa suporte nevoile viitoare de comunicare.

In acest curs veti invata sa folositi aplicatiile Packet Tracer si Wireshark care sunt proiectate pentru analiza si simularea functionalitatii Retelelor de calculatoare.

Aplicatia Packet Tracer este destinata analizarii si simularii Retelei.

Aplicatia Wireshark este destinata analizei de protocol.

Acest capitol va pregateste sa cunoasteti :

• Descrierea structurii unei Retele, incluzand aici dispozitivele de retea si mediul fizic necesar pentru realizarea unei comunicatii incununate de success.

• Functiile pe care le indeplinesc Protocoalele in Retelele de comunicatie dintre calculatoare.

• Avantajul utilizarii modelului in straturi (Nivele) care descrie functionarea Retelei.

• Rolul fiecarui nivel in cele doua Modele de Retea : Modelul OSI si modelul TCP/IP

• Importanta Adresarii si a Schemelor de Nume in Retelele de Comunicatii.

Metodele de comunicare au trei elemente in comun :

• Mesajul Sursa sau Emitatorul (Oamenii sau dispozitivele electronice)

• Destinatarul sau Rceptorul – Receptorul primeste mesajul si il interpreteaza.

• Canalul de comunicatie = mediul care ofera calea prin care mesajul calatoreste de la Emitator la Receptor. In Retelele de Calculatoare mediile cel mai frecvent folosite sunt diferitele tipuri de cable (electrice sau optice) sau, undele Radio in transmisiile Wireless.

Termenul de Retea din acest curs se refera la Retelele de Transmisii de Date, capabile sa poarte mai multe tipuri diferite de comunicatii, includem aici date de calculator, voce interactiva, transmisii video sau produse de divertisment.

Infrastructura retelelor poate varia mult in urmatorii parametri :

• Marimea ariei acoperite

• Numarul de utilizatori conectati

• Numarul si tipul serviciilor disponibile

O Retea individuala se afla de obicei intr-o singura arie geografica, si furnizeaza servicii si aplicatii oamenilor dinauntrul unei structuri organizationale, cum sunt afaceri individuale, campusuri sau regiuni. Acest tip de Retea se numeste Retea Locala (LAN). O astfel de Retea este administrata de o singura Organizatie. Controlul administrativ care guverneaza securitatea si politicile de control al accesului sunt puse in aplicare la Nivelul de Retea.

Intreaga comunicatie, fie fata-in –fata, sau prin intermediul Retelei de Calculatoare, este guvernata de reguli predetreminate care se numesc Protocoale. Aceste Protocoale sunt caracteristici specifice ale conversatiilor personale zilnice. Regulile pe care noi le folosim sa comunicam prin intermediul unui mediu, de exemplu o convorbire telefonica, nu sunt in mod necesar aceleasi cu Protocoalele folosite in alt mediu, cum ar fi expedierea unei scrisori.

Ganditi-va la diversitatea de protocoale care guverneaza toate metodele diferite de comunicare care exista in lume in acest moment !

Comunicarea reusita dintre Gazdele dintr-o Retea necesita interactiunea multor protocoale diferite. Un grup de Protocoale interlegate care sunt necesare realizarii unei functii de comunicare se numeste “Suita de Protocoale” (Stiva de Protocoale). Aceste protocoale sunt implementate software si hardware si sunt incarcate pe fiecare gazda si dispozitiv de Retea.

Unul dintre cele mai bune moduri de a vizualiza cum toate protocoalele interactioneaza pe o Gazda Particulara este de a le privi ca pe o Stiva. O Stiva de protocoale ne arata cum protocoalele individuale din interiorul suitei de protocoale sunt implementate pe gazda. Protocoalele sunt vazute ca o ierarhie stratificata, cu fiecare serviciu oferit de un Nivel Superior depinzand de functionalitatea definita de Protocoalele Nivelurilor Inferioare. Nivelurile inferioare ale Stivei de Protocoale sunt insarcinate sa miste datele prin Retea si sa ofere servicii Nivelurilor Superioare, care se concentreaza pe continutul mesajelor care sunt trimise si pe interfata cu utilizatorul.

Folosirea straturilor pentru a descrie Comunicarea Directa (Fata-in – Fata)

Sa luam exemplul Comunicarii Directe intre doi oameni (Fata-in – Fata). Avem trei niveluri care descriu aceasta activitate :

• La nivelul cel mai de jos, Nivelul Fizic, avem doi oameni care pot rosti cuvinte cu voce tare.

• La nivelul al doilea, Nivelul Regulilor, noi avem o intelegere de a vorbi intr-o limba comuna.

• La nivelul al treilea, Nivelul de Continut, noi avem cuvintele care alcatuiesc convorbirea.

Daca suntem martorii unei astfel de convorbiri noi nu vom vedea nici un strat plutind in spatiu. Este important sa intelegem ca utilizarea straturilor este un model si de aceea ofera o modalitate de a diviza o sarcina complexa in parti mai mici de dificultate scazuta si descriu cum acestea lucreaza.

Pentru a vizualiza interactiunea dintre diferite protocoale, se obisnuieste sa se utilizeze un model stratificat. Un Model Stratificat descrie functionarea protocoalelor care apar in cadrul fiecarui strat, precum si interactiunea cu straturile de deasupra si de dedesubt.

Exista beneficii majore daca se folosesc Modele Stratificate pentru a descrie Protocoale de Retea si functiile indeplinite de acestea.

Referat: Lucrare de atestat la INFORMATICA - limbaj de programare Pascal Eseu: TV tuner - spune adio televizorului

Folosind un model pe Mai Multe Niveluri (Straturi) :

• Asistam la proiectarea Protocoalelor - pentru ca Protocoalele care opereaza pe stratul specific au definite informatiile dupa care actioneaza pe interfata respectiva si cu straturile adiacente superior si inferior.

• Asistam la o concurenta acerba a producatorilor de dispozitive pentru Retele datorita faptului ca produsele de la furnizori diferiti pot lucra impreuna

• Impiedicam tehnologia sau capacitatea de schimbare intr-un strat ca sa nu afecteze celelte straturi de deasupra sau de dedesubt.

• Oferim un limbaj comun pentru descrierea functiilor Retelei si a capabilitatilor acesteia.

Adresarea in cadrul Retelei

Modelul OSI descrie procesele de codificare, formatare, segmentare si incapsulare a datelor in vederea transmiterii acestora prin Retea. Un suvoi de date care este trimis de la Calculatorul Sursa la Calcu;atorul Destinatie poate fi divizat in piese mai mici si strecurat (introdus) (inserat) in Retea alaturi de alte mesaje care calatoresc de la alte Gazde catre alte Destinatii. Milioane de astfel de bucati de informatie calatoresc printr-o Retea la un moment dat. Este critic pentru fiecare bucata de informatie sa contina informatie de identificare pentru a ajunge cu bine la destinatia corecta.

Exista tipuri variate de adresari care au ca scop livrarea in siguranta a datelor de la o aplicatie Sursa, care ruleaza pe o Gazda, catre aplicatia care ruleaza pe Gazda de la destinatia corecta. Folosind modelul OSI ca ghid, noi putem vedea diferitele moduri de adresare si identificatorii care sunt necesari fiecarui Nivel.

Functiile Nivelurilor din Modelul OSI :

• Nivelul Fizic = se ocupa cu momentele si timpii de sincronizare.

• Nivelul Legaturilor de Date = se ocupa cu Adresele Fizice (MAC) ale

calculatoarelor Sursa si Gazda si creeaza/decodifica Cadrele de

Transmisie .

• Nivelul de Retea = se ocupa cu Adresele Logice de Retea ( Adrese IP ) ale calculatoarelor Sursa si Destinatie.

• Nivelul de Transport = se ocupa cu Porturile calculatoarelor Sursa si Destinatie, segmenteaza datele primite de la Nivelul de Sesiune si multiplexeaza aceste segmente in Retea.

• Nivelurile superioare = se ocupa cu datele codificate si cu aplicatiile.

Laboratorul 1 : Topologia si Construirea unei Retele de Mici Dimensiuni.

Glosar de termeni :

Cablu incrucisat (Crossover Cable) : Cablu UTP din cupru destinat interconectarii dispozitivelor de Retea similare.

Ethernet = Tehnologia de Retea cea mai raspandita folosita in Retelele LAN.

Adresa MAC = adresa fizica Ethernet corespunzatoare Nivelului Legaturilor de

Date. (Nivelul 2 Modelul OSI)

Adresa IP = adresa logica corespunzatoare Nivelului de Retea (Nivelul 3 Modelul

OSI)

Masca de subretea = este necesara pentru interpretarea corecta a adresei IP, ne  

ajuta sa facem distinctia dintre Partea de Retea si Subretea de partea de Gazda

a unei adrese IP

Default Gateway = Adresa IP a interfetei unui Router catre care Reteaua trimite traficul care este destinat altor Retele.

NIC : Network Interface Card, portul sau interfata care permite unui dispozitiv terminal sa fie conectat la o Retea.

Port (Hardware) = o interfata care permite unui dispozitiv de retea sa participle la Retea si sa fie conectat printr-un Mediu de Retea.

Port (software) = Nivelul de Retea, adresa protocolului in suita TCP/IP.

Switch = un dispozitiv intermediar de Retea care ia decizii asupra Cadrelor si care se bazeaza pe Adresesele Nivelului Legaturilor de Date (Nivel 2 Modelul OSI) (Adrese MAC)

Router = Un dispozitiv de Retea care apartine Nivelurilor de : Retea, al Legaturilor de Date si Fizic (Nivelurilor 3,2 si 1din Modelul OSI) care ia decizii asupra pachetelor bazat pe adresa de Retea (Nivel 3 Model OSI) (IPV4 – in cel mai frecvent caz)

Atentie ! Cablul incrucisat se foloseste in conectarea directa (fara hub sau switch) a doua calculatore intre ele realizand astfel o retea Peer-to-Peer !

1. Enumerati 5 dispozitive terminale, 6 dispozitive intermediare si trei tipuri de medii de transmisie.

• Dispozitivele terminale sunt : Calculatoare DesckTop, Calculatoare Laptop, Servere, PDA, Telefoane Mobile, Imprimante, camere de luat vederi pentru supraveghere, Telefoane IP, dispozitivele electronice folosite in vanzari, Roboti care raspund la apeluri telefonice.
• Dispozitivele intermediare sunt : Repetorul, Hub-ul, Punctul de Acces Wireless, Switch-ul, Router-ul, Modem-ul si Firewall-ul.
• Mediile de transmisie folosite in Retea sunt : Cupru, Fibra Optica, si undele Radio (Wireless)

2. Faceti diferenta intre urmatorii termeni : retea, LAN, WAN, internetwork si Internet.

Retea – un grup de dispozitive interconectate capabile sa transporte mai multe tipuri de comunicatii, inclusiv datele de computer, voce interactiva video si produse de divertisment.

LAN – Retea Locala, un grup de Retele Locale interconectate care se afla sub acelasi control administrativ. In trecut, LAN-urile erau gandite doar ca o singura Rtea instalata intr-o singura locatie fizica. In timp ce LAN poate fi o singura Rtea Lcala instalata intr-o casa sau un birou mic. Termenul de LAN include retelele locale ce contin sute de gazde nstalate in multiple cladiri si locatii. Toate retelele locale ce cuprind LAN-uri se gasesc sub acelasi grup de control administrativ care guverneaza securitatea si controlul politicilor de acces in interiorul retelelor.

WAN – Furnizorii de Servicii de Telecomunicatii (TSP) opereaza pe retele largi regionale. Organizatii individuale inchiriaza conexiuni prin intermediul providerilor de servicii de telecomunicatii. Aceste Rtele care conecteaza LAN-uri in zone geografice diferite se numesc WAN (Wide Area Networks). Desi organizatiile mentin toate politicile de administrare a LAN-urilor la ambele capete ale legaturii, politicile din cadrul serviciilor de comunicatii care sunt controlate de TSP. WAN-urile utilizeaza dispozitive de Rtea care realizeaza interconexiuni intre LAN-uri.

Internetworks – Se folosesc in interconectarea retelelor de tip Mesha. Unele dintre Rtelele interconectate sunt in proprietatea unor organizatii publice si private, cum sunt agentiile guvernamentale sau intreprinderi industriale, si sunt rezervate pentru uzul lor exclusive. Cel mai bine cunoscute si publicitatea pe scara larga le-au facut cele mai cunoscute retele pe Internet.

Internet – Cea mai bine cunoscuta si larg raspandita retea. Internet-ul este creat de interconectarea retelelor ce apartin Furnizorilor de Servicii Internet.

3. Faceti comparatia intre Nivelele Modelului OSI si Stiva de Protocoale TCP/IP.

Exista doua modele de baza pentru interconectare : Modelele de Protocol si Modelele de Referinta.

Un model de protocol potriveste strins structura unei Stive de  Protocol particulare. Setul ierarhic de protocoale din stive reprezinta toate functionalitatile cerute de interfata retelei umane de comunicare cu retelele de date. Al patrulea Nivel al Modelului TCP/IP este un Protocol Model deoarece acesta descrie functiile care le indeplineste la fiecare Nivel de Protocol din cadrul stivei TCP/IP.

Un model de referinta ofera o referinta comuna pentru mentinerea consistentei in cadrul tuturor tipurilor de Protocoale de Retea si Servicii. Un Model de Referinta nu este conceput ca o spsecificare de implementare sau sa ofere un nivel sufficient de detalii pentru a defini précis serviciile arhitecturii de Retea. Scopul primordial al Modelului de Referinta este pentru a ajuta la intelegerea functiilor si proceselor implicate. Nivelul 7 al Modelului OSI este cel mai larg cunoscut Model de Referinta de Interconectare. Acesta este utilizat pentru proiectarea Retelelor, Specificarea Operatiilor si depanare.

Protocoalele care fac partea din suita de protocoale TCP/IP pot fi descries in termenii Modelului de Referinta OSI. In Modelul OSI, Nivelul de Acces Retea si Nivelul de Aplicatie al Modelului TCP/IP sunt in continuare impartite pentru a descrie functiile discrete ce sunt indeplinite la aceste nivele.

La Nivelul Acces Retea, suita de protocoale TCP/IP nu specifica care protocoale sunt folosite la transmiterea prin Mediul Fizic. Acestea descriu doar Handoff de la Nivelul Internet catre protocoalele reteleor fizice. Nivelurile OSI 1 si 2 trateaza procedurile necesare pentru a accesa Mediul de Transmisie si mijloacele Fizice pentru a trimite date prin Retea (Incomplet )

Paralele-cheie intre cele doua Modele de Retea apar la Nivelele 3 si 4 ale Modelului OSI . Modelul Nivelului de Retea al Modelului OSI, este folosit aproape universal pentru a discuta si documenta gama de procese care au loc in toate retelele de date pentru a adresa si ruta mesaje printr-o subretea. Internet Protocol (IP) este protocolul din Stiva de Protocoale TCP / IP, care include functionalitatea descrisa la Nivelul de Retea (Nivelul 3 Model OSI).

Nivelul de Transport (Nivelul 4 al Modelului OSI), este adesea utilizat la descrierea Serviciilor Generale sau a functiilor care administreaza conversatiile individuale intre Gazdele Sursa si Destinatie. Aceste functii include :

Confirmarea

Recuperarea Erorilor

Secventierea

La acest Nivel, protocoalele TCP/IP, Transmission Control Protocol (TCP), si User Datagram Protocol (UDP) ofera functionalitatea necesara.

Aplicatiile TCP/IP ale Nivelului de Aplicatie include un numar de protocoale care ofera o functionalitate specifica unei varietati largi de aplicatii pentru utilizatorii finali. Nivelurile de Sesiune, de Prezentare sic el de Aplicatie (Nivelurile 5, 6 si 7) sunt folosite ca referinta pentru aplicatiile software ale dezvoltatorilor si vanzatorilor pentru a produce produse care au nevoie sa acceseze Retelele pentru comunicatii.

4. Explicati de ce sunt utilizate Modelele de Retea

Desi Modelele OSI si TCP / IP sunt modelele primare utilizate atunci cand se discuta functionalitatile de Retea, proiectantii de Protocoale de Retea, servicii, sau de dispozitive pot crea propriile modele pentru a-si reprezenta produsele lor. In cele din urma, proiectantii sunt obligati sa comunice pentru industrie serviciile fie pentru Modelul OSI fie pentru Modelul TCP/IP sau pentru amandoua.

Ca un model de referinta, modelul OSI ofera o lista extinsa de Functii si Servicii care pot sa apara la fiecare Nivel. De asemenea, descrie interactiunea dintre fiecare Nivel cu Nivelurile adiacente superioare si inferioare. Intrucat Nivelurile Modelului TCP / IP straturi sunt Referite prin nume sau numar.

Exista beneficii in utilizarea Modelului de Referinta OSI pentru a descrie Protocoalele de Retea si Operatiile :

Asista la proiectarea protocoaleleor, pentru ca protocoalele care opereaza la Nivelul Specific au definite informatia care actioneaza pe o interfata la Nivelurile de deasupra si de dedesubt.

Concurenta puternica intre producatorii de echipamente de Retea care pot lucra impreuna.

Previne tehnologia sau capacitatea de schimbare intr-un Nivel fara sa influenteze Nivelurile superioare si inferioare.

Ofera un limbaj comun pentru a descrie functiile de Retea si Capabilitatile.

5. Explicati urmatorii termini : Protocol, PDU si Incapsulare

Protocol : Toate comunicatiile fie fata in fata sau pe retea, sunt guvernate de reguli predeterminate numite Protocoale. Aceste protocoale sunt specifice caracteristicilor conversatiilor. In comunicarea noastra personala zilnica, regulile pe care noi le folosim pentru a comunica prin intermediul unui mediu de comunicare, cum ar fi o convorbire telefonica, nu sunt necesare la fel cum fac protocoalele atunci cand utilizeaza un alt mediu de transmisie, cum ar fi expedierea unei scrisori.

Comunicarea cu success intre gazdele de pe Retea necesita interactiunea multor protocoale diferite. Un grup de protocoale interlegate intre ele care sunt necesare pentru a realize functii de comunicatie se numeste Suita de Protocoale. Aceste Protocoale sunt implementate la nivel software si hardware care se gasesc pe fiecare Gazda din Retea.

PDU & incapsulare: Deoarece datele Nivelului de Aplicatie sunt trecute la Nivelurile Inferioare de catre stiva de protocoale reprezinta o cale de a transmite prin Mediul de Retea, diferitele protocoale adauga informatie acestuia la fiecare Nivel. Aceasta este cunoscuta ca proces de incapsulare cererea este venita de stiva protocolului pe cale de a fi transmise in intreaga mass-media de retea, diferite protocoale adauga informatii la ea la fiecare nivel. Acest lucru este cunoscut ca Proces de Incapsulare.

Forma pe care un segment de date o are in orice Nivel este denumita Unitate de Date de Protocol (PDU). Unitatea de Date de Protocol (PDU) In timpul incapsularii, fiecare Nivel reuseste sa incapsuleaze (PDU) pe care il primeste de la Nivelul Superior, in conformitate cu protocolul utilizat. La fiecare etapa a procesului, un PDU are un nume diferit pentru a reflecta aspectul sau nou. PDU in protocoalele Stivei Protocoale TCP / IP Suite sunt:

Data – Forma generala a termenului PDU specific Nivelului de Aplicatie

Segment – PDU-ul Nivelului de Transport al Modelului OSI

Pachet – PDU-l Nivelului de Retea

Frame (Cadru)- PDU-ul Nivelului Legaturilor de Date – Modelul OSI sau Nivelul de Acces la Retea –Modelul TCP/IP.

6. Explicati analogia incapsularii cu expedierea unei scrisori

Paginile individuale ale unei scrisori sunt scrise si numerotate secvential. Fiecare pagina este sigilata intr-un plic separat care este apoi adreseat destinatarului. Scrisorile sunt postate si puse intr-un plic (etichetate cu destinatia), cu multe alte plicuri care contin fiecare cate o pagina de litere diferite si adresate destinatarilor. Multe plicuri sunt incarcate intr-o furgoneta si transportate spre destinatie. Pe parcursul drumului plicurile pot fi transferate la alte camionete sau diferitele moduri de transport - camioane, trenuri, avioane, nave. La destinatie plicurile sunt descarcate si golite. Plicurile sunt livrate la adresele de destinatie. La destinatie toate plicurile primite sunt deschise, paginile sunt scoase din fiecare plic in parte, si paginile sunt re-asamblate intr-o scrisoare. Plicurilor nu le pasa de continutul lor. Scrisoare insasi nu ofera informatii ajutatoare in ceea ce priveste instructiunile de livrare.

Incapsularea datelor urmeaza acelasi principiu – Se foloseste adresa utilizata in fiecare Nivel al incapsularii care directioneaza datele inainte la destinatie nu datele insasi.

7. Care sunt rolurile unice ale adresarilor Nivelurilor : Legaturilor de Date

(Nivelul 2), Nivelului de Retea (Nivelul 3) si Nivelul de Transport (Nivelul 4)

Adresarea la Nivelul de Transport (Nivel 4 Model OSI) (Porturile) identifica Aplicatiile Individuale care trimit sau receptioneaza date.

Adresarea la Nivelul de Retea (Nivel 3 Model OSI) identifica dispozitivele si Retelele din care fac acestea parte.

Adresarea la Nivelul Legaturilor de Date (Nivel 2 OSI) identifica dispozitivele in cadrul Retelei Locale.

Intrebari la care sa reflectati :

Cum sunt utile clasificarile LAN, WAN, si Internet, si modul in care acestea de far putea fi problematice in clasificarea retelelor ?

Care sunt punctele forte si punctele slabe ale Modelelor OSI si TCP / IP ? De ce mai sunt inca utilizate ambele modele?

Metaforele si analogiile pot fi ajutoare puternice, in procesul de invatare, dar trebuiesc folosite cu grija. Luati in considerare problemele legate de dispozitive, protocoale, precum si abordarea in urmatoarele sisteme:

• Serviciul Postal Standard
• Serviciul de Expediere Rapida a Pachetelor
• Sistmul Telefonic Traditional (analog)
• Telefonia Internet
• Serviciul Centralizat de Navigatie
• Sistemele Radio Terestre si prin Satelit
• Emisia si Televiziune pe Cablu

Discutati care sunt factorii comuni ai acestor sisteme. Aplicati orice similaritate in alte tipuri de Retele.

Cum puteti aplica aceste concepte commune pentru a dezvolta sisteme noi de telecomunicatie si Retele.