Referat - retele

Retele

 

Protocolul TCP/IP

Modelul TCP/IP a fost creat de catre ARPA (Advanced Research Projects Agency). El a fost folosit mai intai in retelele ARPAne 444c23e t (o retea de cercetare) si reteaua DDN (Defense Data Network).

In scurt timp TCP/IP a devenit un standard de facto in lumea retelelor si este una din putinele arhitecturi de comunicatie pentru medii de calcul diferite. Avantajul esential este acela ca standardizarea nu s-a limitat doar la straturile inferioare, ci a prevazut norme si pentru straturile superioare 5, 6, 7, inclusiv aplicatii care au fost implementate intre timp pe aproape toate sistemele.

TCP/IP ofera un serviciu sigur Process-to-Process-Comunication al straturilor 3 ;i 4 intr-un mediu multiretele. El este un protocol de transport Host-to-Host pe care il pot folosi mai multe retele. Punctul forte il reprezinta mecanismele de securitate, in timp ce punctul slab il reprezinta mecanismul de rutare. User Datagram Protocol (UDP) permite proceselor de aplicatie, fara construirea unei legaturi virtuale, sa schimbe datagrame. Atat TCP, cat si UDP se bazeaza pe IP, caci el permite schimbul de date, chiar daca este nevoie sa traversam mai multe retele; insa IP nu garanteaza nici furnizarea datagramelor destinatarului, si nici respectarea succesiunii normale a datagramelor. IP poate sa execute fragmentarea corespunzatoare pentru lungimi permise ale informatiilor, de-a lungul retelelor traversate. Telnet, Simple Mail Transfer Protocol (SMTP) si File Transfer Protocol (FTP) sunt, pentru utilizator, aplicatii direct disponibile, pe care le folosesc atat TCP, cat si IP.

Arhitectura TCP/IP Suita de protocoale TCP/IP

Nivelul internet

Acest nivel functioneaza ca un router pentru datagrame si se ocupa de adresele datagramelor. Datagramele pot fi fragmentate in bucati mai mici cand ele traverseaza retele care folosesc marimi mai mici ale mesajelor. Nivelul IP trebuie sa reconstruiasca datagramele din fragmentele pe care le primeste, asigurandu-se ca nu lipseste nici una si verifica daca ele se afla in ordinea corecta. Nivelul internet trebuie, de asemenea, sa manipuleze o varietate de formate ale adreselor care sunt folosite intre sistemele TCP/IP.

Nivelul transport

Acest nivel asigura transportul mesajelor de la un calculator la altul, lucru posibil prin definirea a doua protocoale punct-la-punct: TCP (Transfer Control Protocol) si UDP (User Datagram Protocol).

TCP este proiectat pentru a suporta o retea nefiabila, in sensul garantarii transferului cu succes al mesajelor intre sursa si destinatie. Astfel, el este un protocol sigur, orientat pe conexiuni, care permite ca un flux de octet sa ajunga la orice calculator destinatie din inter-retea fara erori.

TCP se ocupa de prelucrarea mesajelor de lungime oarecare de la nivelurile superioare si de fragmentarea lor in grupuri de maxim 64 octeti. TCP da apoi mesajele catre IP pentru transmisie, care le poate fragmenta si mai mult. Aceasta fragmentare facuta de IP este transparenta pentru TCP. TCP este responsabil, de asemenea, cu pastrarea mesajelor primite in secventa si reancercarea daca transmisia esueaza. Totodata, el trateaza si controlul fluxului pentru a evita inundarea cu mesaje a unui receptor mai lent.

UDP reprezinta o alternativa la TCP pentru cazul in care livrarea garantata a mesajelor nu este necesara si nu este necesara nici stabilirea unei sesiuni intre sursa si destinatar. Astfel, UDP este un protocol nesigur, fara conexiuni.

Nivelul aplicatie

Deasupra nivelului transport se afla nivelul aplicatie, care contine toate protocoalele de nivel inalt. Exista trei servicii principale, carora le corespunde cate un protocol:

protocolul pentru posta electronica – SMPT – proiectat pentru transmisia de mesaje sub forma de text, iar datele mai complexe trebuie codificate intr-o versiune text inainte de transmisie;

protocolul pentru transferul de fisiere – FTP – permite transferul eficient de date de pe un calculator pe altul; el accepta doua tipuri de date: binare si text;

protocolul pentru terminal virtual – TELNET – permite unui utilizator de pe un calculator sa se conecteze si sa lucreze pe un alt calculator, aflat la distanta. Datele programului de pe calculatorul aflat la distanta sunt afisate pe calculatorul din fasa utilizatorului, iar datele introduse de utilizator vor fi transmise programului de pe calculatorul aflat la distanta.

Protocolul NetBEUI

Protocolul NetBEUI a fost pastrat in Windows NT din motive de compatibilitate cu implementarile mai vechi (MS LAN Manager). Dezavantajul mare este ca nu poate fi directionat.

NetBEUI este un protocol de comunicatie specific produselor de retea Microsoft. Poate fi utilizat numai in retelele simple deoarece nu poate fi directionat

Acest protocol de comunicatie este folosit atat de catre sistemul de operare Windows 95 cat si de Windows NT.

Protocolul IPX/SPX

Protocolul IPX/SPX este oferit de NetWare si ofera cel mai bun raport intre performantele oferite si usurinta de utilizare; el este recomandat pentru retele locale LAN.

Suita de protocoale NetWare

Pentru nivelul retea, numit inter-retea se utilizeaza protocoalele IPX si RIP. Acest nivel furnizeaza un serviciu fara conexiune pentru transferul pachetelor de date de la un sistem la altul.

Protocolul IPX specifica modul in care se transfera datele de la un sistem la altul, asigurand serviciul de transmisiune fara conexiune si servicii de rutare in cazul unei retele extinse. El este de fapt un utilitar care permite realizarea legaturilor punct-la-punct, folosind ca baza protocolul specific XNS.

Protocolul RIP (Routing Information Protocol) este utilizat pentru comunicatia sistemelor de extremitate cu router-ele si intre routere, pentru a determina rutele pe care trebuie dirijat traficul din retea.

Nivelul transport asigura transmisia cap-la-cap intre sistemul client si sistemul server, folosind mai multe protocoale:

PXP (Packet eXchange Protocol) – furnizeaza un serviciu de transport cap-la-cap fara conexiune si fara confirmare;

SPX (Sequensed Packet eXchange) – furnizeaza un serviciu de transport cu conexiune in care se foloseste procedeul confirmarilor pentru detectarea erorilor, utilizand serviciul fara conexiune oferit de protocolul IPX de la nivelul retea. Pentru schimbul datelor intre doi utilizatori ai serviciului SPX se stabileste in prealabil o conexiune intre ei. Fiecare pachet SPX va primi un numar de secventa pentru a controla receptionarea pachetelor in ordinea in care ele au fost emise. Confirmarile de receptie se realizeaza prin transmiterea unor pachete speciale in sens invers;

SAP (Service Advertising Protocol) – este folosit de servere pentru a informa sistemele client, prin difuzarea unor mesaje despre serviciile oferite;

ECHO – permite unui sistem de extremitate sa verifice existenta unei rute catre un alt sistem de extremitate;

ERROR – permite detectarea si semnalarea erorilor intre un sistem de extremitate si router-ul la care acesta este conectat direct.

Nivelul aplicatie permite o gama larga de servicii de aplicatii:

partajarea fisierelor;

partajarea imprimantelor;

partajarea de aplicatii;

administrarea retelei.

Broadcast in retelele de calculatoare

Pentru unele aplicatii, calculatoarele gazda au nevoie sa trimita mesaje catre unele sau catre toate celelalte calculatoare gazda. Trimiterea simultana a unui pachet catre toate destinatiile se numeste difuzare (broadcast); au fost propuse mai multe metode pentru a o realiza.

O metoda de difuzare care nu are cerinte deosebite din partea retelei este ca sursa sa trimita un pachet distinct catre fiecare destinatie. Metoda este nu numai consumatoare de latime de banda, dar ea cere ca sursa sa detina o lista completa a tuturor destinatiilor. S-ar putea ca in practica aceasta sa fie singura metoda utilizabila, insa ea este metoda cea mai putin dorita.

Inundarea este un alt candidat evident. Desi inundarea este nepotrivita pentru comunicatia obisnuita cap-la-cap, pentru difuzare ar trebui luata serios in considerare, mai ales daca nici una din metode nu este aplicabila. Problema folosirii inundarii ca metoda de difuzare este aceeasi cu problema ivita la folosirea sa ca algoritm cap-la-cap: genereaza prea multe pachete si consuma latime de banda prea mare.

Al treilea algoritm este dirijarea multidestinatie. Daca se foloseste aceasta metoda, fiecare pachet contine fie o lista a destinatiilor, fie o harta de biti care indica destinatiile dorite. cand un pachet ajunge la un router, router-ul verifica toate destinatiile pentru a determina setul liniilor de iesire pe care trebuie trimis pachetul. Router-ul genereaza o noua copie a pachetului pe fiecare linie de iesire folosita si include in fiecare pachet doar acele destinatii care folosesc linia respectiva. Efectul este partitionarea multimii destinatiilor intre liniile de iesire. Dupa un numar suficient de salturi, fiecare pachet va contine o singura destinatie si poate fi tratat ca un pachet normal. Dirijarea multidestinatie este asemanatoare trimiterii separate a mai multor pachete catre adresele destinatie, exceptia fiind faptul ca daca mai multe pachete trebuie sa urmeze aceeasi cale, unul dintre ele “plateste” tot drumul, iar celelalte calatoresc “gratuit”.

Al patrulea algoritm de difuzare utilizeaza explicit arborele de scufundare al router-ului care initiaza difuzarea sau orice alt arbore de acoperire util. Un arbore de acoperire (spanning tree) este un subset al subretelei care include toate router-ele si nu contine bucle. Aceasta metoda asigura o utilizare eficienta a latimii de banda, generand numar minim de pachete necesare pentru a rezolva problema. Singura problema este ca, pentru a fi aplicabil, fiecare router trebuie sa detina cunostinte despre un anume arbore de acoperire.

Un ultim algoritm cu difuzare este o incercare de a aproxima comportamentul precedentului, chiar si atunci cand router-ele nu stiu absolut nimic despre arborele de acoperire. Cand un pachet de difuzare ajunge la un router, aceste verifica daca pachetul a sosit pe linia pe care se trimit de obicei pachete catre sursa difuzarii. Daca este asa, este o sansa foarte mare ca insusi pachetul de difuzare sa fi urmat cea mai buna cale, fiind astfel prima copie care ajunge la router. Aceasta fiind situatia, router-ul trimite pachetul

pe toate liniile de iesire, cu exceptia celei pe care a iesit. Daca insa pachetul a sosit pe alta linie decat cea preferata pentru a ajunge la sursa, pachetul este distrus, fiind considerat un posibil duplicat.