Post on 03-Apr-2018
transcript
7/28/2019 82123002 Retele de Calculatoare
1/363
Retele de calculatoare Lectia 1 Introducere in studiul retelelor
Page 1 | 2011, Copyright Alex Averian
Reele de calculatoare
Obiective:
-Modele de referin OSI si TCP/IP
-Nivelul legaturii de date - tipuri de retele
-Nivelul de retea/rutare, algoritmi de dirijare
-Nivelul aplicaie modelul client-server
-Programarea aplicaiilor de reea
-Servicii i protocoale la nivel de aplicaie
7/28/2019 82123002 Retele de Calculatoare
2/363
Retele de calculatoare Lectia 1 Introducere in studiul retelelor
Page 2 | 2011, Copyright Alex Averian
Modele de referin
Arhitecturile de reea cele mai cunoscute sunt:
-modelul de referina OSI (Open System Interconnection
interconectarea sistemelor deschise)
-modelul TCP/IP (Transmission Control Protocol / InternetProtocol).
7/28/2019 82123002 Retele de Calculatoare
3/363
Retele de calculatoare Lectia 1 Introducere in studiul retelelor
Page 3 | 2011, Copyright Alex Averian
Modelul ISO/OSIUn nivel OSI are un set bine definit de funcii de reea, iar
funciile fiecrui nivel comunic i colaboreaz cu funciile
nivelurilor aflate imediat deasupra i dedesubtul nivelului
respectiv.
Fiecare nivel asigur anumite servicii sau aciuni carepregtesc datele pentru a fi transmise n reea ctre un alt
calculator. Toate cererile sunt transmise de la un nivel la
altul prin intermediul interfeelor. Fiecare nivel se bazeaza
pe activittile si serviciile nivelului ierarhic inferior.
7/28/2019 82123002 Retele de Calculatoare
4/363
Retele de calculatoare Lectia 1 Introducere in studiul retelelor
Page 4 | 2011, Copyright Alex Averian
7/28/2019 82123002 Retele de Calculatoare
5/363
Retele de calculatoare Lectia 1 Introducere in studiul retelelor
Page 5 | 2011, Copyright Alex Averian
Nivelul 8
7/28/2019 82123002 Retele de Calculatoare
6/363
Retele de calculatoare Lectia 1 Introducere in studiul retelelor
Page 6 | 2011, Copyright Alex Averian
Nivelul fizic1. Nivelul fizic are rolul de a transmite datele de la uncalculator la altul prin intermediul unui mediu de
comunicaie. Datele sunt vzute la acest nivel ca un ir de
bii. Problemele tipice sunt de natur electric: nivelele de
tensiune corespunztoare unui bit 1 sau 0, durataimpulsurilor de tensiune, cum se iniiaz i cum se oprete
transmiterea semnalelor electrice, asigurarea pstrrii
formei semnalului propagat. Mediul de comunicaie nu
face parte din nivelul fizic.
7/28/2019 82123002 Retele de Calculatoare
7/363
Retele de calculatoare Lectia 1 Introducere in studiul retelelor
Page 7 | 2011, Copyright Alex Averian
Medii fizice de transmisie
7/28/2019 82123002 Retele de Calculatoare
8/363
Retele de calculatoare Lectia 1 Introducere in studiul retelelor
Page 8 | 2011, Copyright Alex Averian
Thephysical layeris concerned with transmitting raw bits over a communication channel. The design issues
have to do with making sure that when one side sends a 1 bit, the other side as a 1 bit, not as a 0 bit
receives it. Typical questions here are how many volts should be used to represent a 1 and how many for
a 0, how many microseconds a bit lasts, whether transmission may proceed simultaneously in both
directions, how the initial connection is established and how it is torn down when both sides are finished,
and how many pins the network connector has and what each pin is used for. The design issues here deal
largely with mechanical, electrical, and procedural interfaces, and the physical transmission medium,
which lies below thephysical layer. Physical layerdesign can properly be considered to be within the domain of
the electrical engineer.
7/28/2019 82123002 Retele de Calculatoare
9/363
Retele de calculatoare Lectia 1 Introducere in studiul retelelor
Page 9 | 2011, Copyright Alex Averian
Nivelul legturii de date2. Nivelul legturii de date corecteaz erorile detransmitere aprute la nivelul fizic, realiznd o comunicare
corect ntre dou noduri adiacente ale reelei.
Mecanismul utilizat n acest scop este mprirea fluxului
de bii n cadre ( frame), crora le sunt adugate informaiide control. Cadrele sunt transmise individual, putnd fi
verificate i confirmate de ctre receptor. Alte funcii ale
nivelului se refer la fluxul de date (astfel nct
transmitorul s nu furnizeze date mai rapid dect le
poate accepta receptorul) i la gestiunea legturii
(stabilirea conexiunii, controlul schimbului de date i
nchiderea conexiunii). Folosete adresare fizic.
7/28/2019 82123002 Retele de Calculatoare
10/363
Retele de calculatoare Lectia 1 Introducere in studiul retelelor
Page 10 | 2011, Copyright Alex Averian
Protocoale la nivelul legturii de dateARP/RARP Address Resolution Protocol/Reverse AddressDCAP Data Link Switching Client Access Protocol
HDLC High-Level Data Link Control
PPP Point-to-Point Protocol
FDDI Fiber Distributed Data Interface
Ethernet
Token Ring
Frame Relay
ATM Asynchronous Transfer Mode
STP Spanning tree protocol
IEEE 802.11 wireless LAN
LLC Logical Link Control
7/28/2019 82123002 Retele de Calculatoare
11/363
Retele de calculatoare Lectia 1 Introducere in studiul retelelor
Page 11 | 2011, Copyright Alex Averian
Servicii oferite de nivelul legturii de date
Encapsulation of network layer data packets into frames
Frame synchronization
Logical link control (LLC) sublayer:
Error control (automatic repeat request, ARQ), in addition to ARQ provided by
some Transport layer protocols, to forward error correction (FEC) techniques
provided on the Physical Layer, and to error-detection and packet canceling
provided at all layers, including the network layer. Data link layer error control
(i.e. retransmission of erroneous packets) is provided in wireless networks and
V.42 telephone network modems, but not in LAN protocols such as Ethernet,
since bit errors are so uncommon in short wires. In that case, only error
detection and canceling of erroneous packets are provided.
Flow control, in addition to the one provided on the Transport layer. Data link
layer error control is not used in LAN protocols such as Ethernet, but in modems
and wireless networks.
Media access control (MAC) sublayer:
7/28/2019 82123002 Retele de Calculatoare
12/363
Retele de calculatoare Lectia 1 Introducere in studiul retelelor
Page 12 | 2011, Copyright Alex Averian
Multiple access protocols for channel-access control, for example CSMA/CD
protocols for collision detection and retransmission in Ethernet bus networks and
hub networks, or the CSMA/CA protocol for collision avoidance in wirelessnetworks.
Physical addressing (MAC addressing)
LAN switching (packet switching) including MAC filtering and spanning tree
protocol
Data packet queueing or scheduling
Store-and-forward switching or cut-through switching
Quality of Service (QoS) control
Virtual LANs (VLAN)
The main task of the data link layer is to take a raw transmission facility andtransform it into a line that appears free of transmission errors in the network layer.
It accomplishes this task by having the sender break the input data up into data
frames (typically a few hundred bytes), transmit the frames sequentially, and
process the acknowledgment frames sent back by the receiver. Since the physical
7/28/2019 82123002 Retele de Calculatoare
13/363
Retele de calculatoare Lectia 1 Introducere in studiul retelelor
Page 13 | 2011, Copyright Alex Averian
layer merely accepts and transmits a stream of bits without any regard to meaning
of structure, it is up to the data link layer to create and recognize frame boundaries.
This can be accomplished by attaching special bit patterns to the beginning and endof the frame. If there is a chance that these bit patterns might occur in the data,
special care must be taken to avoid confusion. The data link layer should provide
error control between adjacent nodes.
A noise burst on the line can destroy a frame completely. In this case, the data link
layer software on the source machine must retransmit the frame. However, multiple
transmissions of the same frame introduce the possibility of duplicate frames. A
duplicate frame could be sent, for example, if the acknowledgment frame from the
receiver back to the sender was destroyed. It is up to this layer to solve the
problems caused by damaged, list, and duplicate frames. The data link layer may
offer several different service classes to the network layer, each of a different quality
and with a different price.
Another issue that arises in the data link layer (and most of the higher layers as
well) is how to keep a fast transmitter from drowning a slow receiver in data. Some
traffic regulation mechanism must be employed in order to let the transmitter know
how much buffer space the receiver has at the moment. Frequently, flow regulation
and error handling are integrated, for convenience.
7/28/2019 82123002 Retele de Calculatoare
14/363
Retele de calculatoare Lectia 1 Introducere in studiul retelelor
Page 14 | 2011, Copyright Alex Averian
If the line can be used to transmit data in both directions, this introduces a new
complication that the data link layer software must deal with. The problem is that the
acknowledgment frames for A to B traffic competes for the use of the line with dataframes for the B to A traffic. A clever solution piggybacking has been devised.
In most practical situations, there is a need for transmitting data in both directions.
One way of achieving full-duplex data transmission would be to have two separate
communication channels, and use each one for simplex data traffic (in different
directions). If this were done, we would have two separate physical circuits, each
with a "forward" channel (for data) and a "reverse" channel (for acknowledgment).
In both cases the bandwidth of the reverse channel would be almost entirely wasted.
In effect, the user would be paying the cost of two circuits but only using the
capacity of one.
A better idea is to use the same circuit for data in both directions. In this model the
data frames from A to B are intermixed with the acknowledgment frames from A to
B. By looking at the "kind" field in the header of an incoming frame, the receiver can
tell whether the frame is data or acknowledgment.
Although interweaving data and control frames on the same circuit is an
improvement over having two separate physical circuits, yet another improvement is
possible. When a data frame arrives, instead of immediately sending a separate
7/28/2019 82123002 Retele de Calculatoare
15/363
Retele de calculatoare Lectia 1 Introducere in studiul retelelor
Page 15 | 2011, Copyright Alex Averian
control frame, the receiver restrains it and waits until the network layer passes it the
next packet. The acknowledgment is attached to the outgoing data frame. In effect,
the acknowledgment gets a free ride on the next outgoing data frame. The techniqueof temporarily delaying outgoing acknowledgment so that they can be hooked onto
the next outgoing data frame is widely known as piggybacking.
7/28/2019 82123002 Retele de Calculatoare
16/363
Retele de calculatoare Lectia 1 Introducere in studiul retelelor
Page 16 | 2011, Copyright Alex Averian
Nivelul reea3. Nivelul reea asigur dirijarea unitilor de date ntrenodurile surs i destinaie, trecnd eventual prin noduri
intermediare (routing ). Este foarte important ca fluxul de
date s fie astfel dirijat nct s se evite aglomerarea
anumitor zone ale reelei (congestionare). Interconectareareelelor cu arhitecturi diferite este o funcie a nivelului
reea. Folosete adresare logic.
7/28/2019 82123002 Retele de Calculatoare
17/363
Retele de calculatoare Lectia 1 Introducere in studiul retelelor
Page 17 | 2011, Copyright Alex Averian
Protocoale la nivelul de reea
DHCP Dynamic Host Configuration Protocol
ICMP/ICMPv6 Internet Control Message Protocol
IGMP Internet Group Management Protocol
IP Internet Protocol version 4
IPv6 Internet Protocol version 6
RIP2 Routing Information Protocol
RIP for IPv6 Routing Information Protocol for IPv6
This layer provides switching and routing technologies, creating logical paths, known
as virtual circuits for transmitting data from node. Routing and forwarding are
functions of this layer, as well as addressing, internetworking error handling,
congestion control and packet sequencing.
The network layer is concerned with controlling the operation of the subnet. A key
design issue is determining how packets are routed from source to destination.
Routes could be based on static tables that are "wired into" thenetwork and rarely
changed. They could also be determined at the start of each conversation, for
example a terminal session. Finally, they could be highly dynamic, being determined
anew for each packet, to reflect the current network load.
7/28/2019 82123002 Retele de Calculatoare
18/363
Retele de calculatoare Lectia 1 Introducere in studiul retelelor
Page 18 | 2011, Copyright Alex Averian
If too many packets are present in the subnet at the same time, they will get in each
other's way, forming bottlenecks. The control of such congestion also belongs to the
network layer.Since the operators of the subnet may well expect remuneration for their efforts,
there is often some accounting function built into the network layer. At the very
least, the software must count how many packets or characters or each customer
sends bits, to produce billing information. When a packet crosses a national border,
with different rates on each side, the accounting can become complicated.
When a packet has to travel from one network to another to get to its destination,
many problems can arise. The addressing used by the second network may be
different from the first one. The second one may not accept the packet at all because
it is too large. The protocols may differ, and so on. It is up to the network layer to
overcome all these problems to allow heterogeneous networks to be interconnected.
In broadcast networks, the routing problem is simple, so the network layer is often
thin or even nonexistent.
NFS uses Internetwork Protocol (IP) as its network layer interface. IP is responsible
for routing, directing datagrams from one network to another. The network layer
may have to break large datagrams, larger than MTU, into smaller packets and host
receiving the packet will have to reassemble the fragmented datagram. The
7/28/2019 82123002 Retele de Calculatoare
19/363
Retele de calculatoare Lectia 1 Introducere in studiul retelelor
Page 19 | 2011, Copyright Alex Averian
Internetwork Protocol identifies each host with a 32-bit IP address. IP addresses are
written as four dot-separated decimal numbers between 0 and 255, e.g.,
199.89.60.14. The leading 1-3 bytes of the IP identify the network and theremaining bytes identify the host on that network. The network portion of the IP is
assigned by InterNIC Registration Services, under the contract to the National
Science Foundation, and the local network administrators assign the host portion of
the IP, locally by retea@spiruharet.ro. For large sites, usually subnetted like ours,
the first two bytes represent the network portion of the IP, and the third and fourth
bytes identify the subnet and host respectively. Even though IP packets areaddressed using IP addresses, hardware addresses must be used to actually
transport data from one host to another. The Address Resolution Protocol (ARP) is
used to map the IP address to it hardware.
7/28/2019 82123002 Retele de Calculatoare
20/363
Retele de calculatoare Lectia 1 Introducere in studiul retelelor
Page 20 | 2011, Copyright Alex Averian
Nivelul transport4. Nivelul transport realizeaz o conexiune ntre doucalculatoare gazda (host) detectnd i corectnd erorile pe
care nivelul reea nu le trateaz. Este nivelul aflat n
mijlocul ierarhiei, asigurnd nivelelor superioare o
interfa independent de tipul reelei utilizate. Funciileprincipale sunt: stabilirea unei conexiuni sigure ntre dou
maini gazd, iniierea transferului, controlul fluxului de
date i nchiderea conexiunii.
7/28/2019 82123002 Retele de Calculatoare
21/363
Retele de calculatoare Lectia 1 Introducere in studiul retelelor
Page 21 | 2011, Copyright Alex Averian
Transport Layer
Mobile IP Mobile IP Protocol
RUDP Reliable UDP
TCP Transmission Control Protocol
UDP User Datagram Protocol
XOT X.25 over TCP
This layer provides transparent transfer of data between end systems, or hosts, and
is responsible for end-to-end error recovery and flow control. It ensures complete
data transfer.
The basic function of the transport layer is to accept data from the session
layer, split it up into smaller units if need be, pass these to the network layer, and
ensure that the pieces all arrive correctly at the other end. Furthermore, all this must
be done efficiently, and in a way that isolates the session layer from the inevitable
changes in the hardware technology.
Under normal conditions, the transport layer creates a distinct network connection
for each transport connection required by the session layer. If the transport
connection requires a high throughput, however, the transport layer might create
7/28/2019 82123002 Retele de Calculatoare
22/363
Retele de calculatoare Lectia 1 Introducere in studiul retelelor
Page 22 | 2011, Copyright Alex Averian
multiple network connections, dividing the data among the network connections to
improve throughput. On the other hand, if creating or maintaining a network
connection is expensive, the transport layer might multiplex several transportconnections onto the same network connection to reduce the cost. In all cases, the
transport layer is required to make the multiplexing transparent to the session layer.
The transport layer also determines what type of service to provide to the session
layer, and ultimately, the users of the network. The most popular type of transport
connection is an error-free point-to-point channel that delivers messages in the order
in which they were sent. However, other possible kinds of transport, service andtransport isolated messages with no guarantee about the order of delivery, and
broadcasting of messages to multiple destinations. The type of service is determined
when the connection is established.
The transport layer is a true source-to-destination or end-to-end layer. In other
words, a program on the source machine carries on a conversation with a similar
program on the destination machine, using the message headers and control
messages.
Many hosts are multi-programmed, which implies that multiple connections will be
entering and leaving each host. Their needs to be some way to tell which message
7/28/2019 82123002 Retele de Calculatoare
23/363
Retele de calculatoare Lectia 1 Introducere in studiul retelelor
Page 23 | 2011, Copyright Alex Averian
belong to which connection. The transport header is one place this information could
be put.
In addition to multiplexing several message streams onto one channel, the transportlayer musk takes care of establishing and deleting connections across the network.
This requires some kind of naming mechanism, so that process on one machine has
a way of describing with whom it wishes to converse. There must also be a
mechanism to regulate the flow of information, so that a fast host cannot overrun a
slow one. Flow control between hosts is distinct from flow control between switches,
although similar principles apply to both.
7/28/2019 82123002 Retele de Calculatoare
24/363
Retele de calculatoare Lectia 1 Introducere in studiul retelelor
Page 24 | 2011, Copyright Alex Averian
Nivelul sesiune5. Nivelul sesiune stabilete i ntreine conexiuni (sesiuni)
ntre procesele aplicaie, rolul su fiind acela de a permite
proceselor s stabileasc "de comun acord" caracteristicile
dialogului si sa sincronizeze acest dialog.
This layer establishes, manages and terminates connections betweenapplications. The session layer sets up, coordinates, and terminates conversations,
exchanges, and dialogues between the applications at each end. It deals with session
and connection coordination.
The session layer allows users on different machines to establish sessions between
them. A session allows ordinary data transport, as does the transport layer, but it
also provides some enhanced services useful in some applications. A session might
be used to allow a user to log into a remote time-sharing system or to transfer a file
between two machines.
One of the services of the session layer is to manage dialogue control. Sessions can
allow traffic to go in both directions at the same time, or in only one direction at a
7/28/2019 82123002 Retele de Calculatoare
25/363
Retele de calculatoare Lectia 1 Introducere in studiul retelelor
Page 25 | 2011, Copyright Alex Averian
time. If traffic can only go one way at a time, the session layer can help keep track
of whose turn it is.
A related session service is token management. For some protocols, it is essentialthat both sides do not attempt the same operation at the same time. To manage
these activities, the session layer provides tokens that can be exchanged. Only the
side holding the token may perform the critical operation.
Another session service is synchronization. Consider the problems that might occur
when trying to do a two-hour file transfer between two machines on a network with a
1-hour mean time between crashes. After each transfer was aborted, the whole
transfer would have to start over again, and would probably fail again with the next
network crash. To eliminate this problem, the session layer provides a way to insert
checkpoints into the data stream, so that after a crash, only the data after the last
checkpoint has to be repeated.
7/28/2019 82123002 Retele de Calculatoare
26/363
Retele de calculatoare Lectia 1 Introducere in studiul retelelor
Page 26 | 2011, Copyright Alex Averian
Protocoale la nivelul sesiune
BGMP Border Gateway Multicast Protocol
DIS Distributed Interactive Simulation
DNS Domain Name Service
ISAKMP/IKE Internet Security Association and Key Management Protocol and Internet Key Exchange
Protocol
LDAP Lightweight Directory Access Protocol
NetBIOS/IP NetBIOS/IP for TCP/IP Environment
7/28/2019 82123002 Retele de Calculatoare
27/363
Retele de calculatoare Lectia 1 Introducere in studiul retelelor
Page 27 | 2011, Copyright Alex Averian
Nivelul prezentare
6. Nivelul prezentare realizeaz operaii de transformare adatelor n formate nelese de entitile ce intervin intr-o
conexiune. Transferul de date ntre maini de tipuri diferite
(Unix-DOS, de exemplu) necesit i codificarea datelor n
funcie de caracteristicile acestora. Nivelul prezentare artrebui s ofere i servicii de criptare/decriptare a datelor,
n vederea asigurrii securitii comunicaiei n reea.
7/28/2019 82123002 Retele de Calculatoare
28/363
Retele de calculatoare Lectia 1 Introducere in studiul retelelor
Page 28 | 2011, Copyright Alex Averian
This layer provides independence from differences in data representation (e.g.,
encryption by translating from application to network format, and vice versa. The
presentation layer works to transform data into the form that the application layer
can accept. This layer formats and encrypts data to be sent across a network,
providing freedom from compatibility problems. It is sometimes called the syntax
layer.
The presentation layer performs certain functions that are requested sufficiently
often to warrant finding a general solution for them, rather than letting each user
solve the problems. In particular, unlike all the lower layers, which are justinterested in moving bits reliably from here to there, the presentation layer is
concerned with the syntax and semantics of the information transmitted.
A typical example of a presentation service is encoding data in a standard, agreed
upon way. Most user programs do not exchange random binary bit strings. They
exchange things such as people's names, dates, amounts of money, and invoices.
These items are represented as character strings, integers, floating point numbers,
and data structures composed of several simpler items.
Different computers have different codes for representing character strings, integers
and so on. In order to make it possible for computers with different representation to
communicate, the data structures to be exchanged can be defined in an abstract
7/28/2019 82123002 Retele de Calculatoare
29/363
Retele de calculatoare Lectia 1 Introducere in studiul retelelor
Page 29 | 2011, Copyright Alex Averian
way, along with a standard encoding to be used "on the wire". The presentation
layerhandles the job of managing these abstract data structures and converting from
the representation used inside the computer to the network standard representation.
The presentation layer is also concerned with other aspects of information
representation. For example, data compression can be used here to reduce the
number of bits that have to be transmitted and cryptography is frequently required
for privacy and authentication.
7/28/2019 82123002 Retele de Calculatoare
30/363
Retele de calculatoare Lectia 1 Introducere in studiul retelelor
Page 30 | 2011, Copyright Alex Averian
Nivelul aplicaie
7. Nivelul aplicaie are rolul de "fereastra" de comunicaientre utilizatori, acetia fiind reprezentai de entitile
aplicaie (programele). Nivelul aplicaie nu comunic cu
aplicaiile ci controleaz mediul n care se execut
aplicaiile, punndu-le la dispoziie servicii de comunicaie.
7/28/2019 82123002 Retele de Calculatoare
31/363
Retele de calculatoare Lectia 1 Introducere in studiul retelelor
Page 31 | 2011, Copyright Alex Averian
Protocoale la nivelul aplicaieFANP Flow Attribute Notification Protocol
Finger User Information Protocol
FTP File Transfer Protocol
HTTP Hypertext Transfer Protocol
IMAP4 Internet Message Access Protocol rev 4
IMPPpre/IMPPmes Instant Messaging and Presence Protocols
IPDC IP Device Control
IRC Internet Relay Chat Protocol
NTP Network Time Protocol
POP3 Post Office Protocol version 3
Radius Remote Authentication Dial In User Service
RLOGIN Remote Login
RTSP Real-time Streaming Protocol
SCTP Stream Control Transmision Protocol
S-HTTP Secure Hypertext Transfer Protocol
SLP Service Location Protocol
SMTP Simple Mail Transfer Protocol
SNMP Simple Network Management Protocol
SOCKS Socket Secure (Server)
TELNET TCP/IP Terminal Emulation ProtocolTFTP Trivial File Transfer Protocol
7/28/2019 82123002 Retele de Calculatoare
32/363
Retele de calculatoare Lectia 1 Introducere in studiul retelelor
Page 32 | 2011, Copyright Alex Averian
Funciile nivelului aplicaie
Printre funciile nivelului aplicaie se afl:
identificarea partenerilor de comunicaie,
determinarea disponibilitii acestora i autentificarea
lor;
sincronizarea aplicaiilor cooperante i selectareamodului de dialog;
stabilirea responsabilitilor pentru tratarea erorilor;
identificarea constrngerilor asupra reprezentrii
datelor; transferul informaiei.
7/28/2019 82123002 Retele de Calculatoare
33/363
Retele de calculatoare Lectia 1 Introducere in studiul retelelor
Page 33 | 2011, Copyright Alex Averian
This layer supports application and end-user processes. Communication partners are
identified, quality of service is identified, user authentication and privacy are
considered, and any constraints on data syntax are identified. Everything at this
layer is application-specific. This layer provides application services for file transfers,
e-mail and other network software services. Telnet and FTP are applications that
exist entirely in the application level. Tiered application architectures are part of this
layer.
The application layer contains a variety of protocols that are commonly needed. For
example, there are hundreds of incompatible terminal types in the world. Considerthe plight of a full screen editor that is supposed to work over a network with many
different terminal types, each with different screen layouts, escape sequences for
inserting and deleting text, moving the cursor, etc.
One way to solve this problem is to define an abstract network virtual terminal for
which editors and other programs can be written to deal with. To handle each
terminal type, a piece of software must be written to map the functions of the
network virtual terminal onto the real terminal. For example, when the editor moves
the virtual terminal's cursor to the upper left-hand corner of the screen, this software
must issue the proper command sequence to the real terminal to get its cursor there
too. All the virtual terminal software is in the application layer.
7/28/2019 82123002 Retele de Calculatoare
34/363
Retele de calculatoare Lectia 1 Introducere in studiul retelelor
Page 34 | 2011, Copyright Alex Averian
Another application layer function is file transfer. Different file systems have different
file naming conventions, different ways of representing text lines, and so on.
Transferring a file between two different systems requires handling these and other
incompatibilities. This work, too, belongs to the application layer, as do electronic
mail, remote job entry, directory lookup, and various other general-purpose and
special-purpose facilities.
7/28/2019 82123002 Retele de Calculatoare
35/363
Retele de calculatoare Lectia 1 Introducere in studiul retelelor
Page 35 | 2011, Copyright Alex Averian
RezumatOSI 7 Layer Model
7. Application Layer - DHCP, DNS, FTP, HTTP, IMAP4, NNTP, POP3, SMTP, SNMP, SSH, TELNET and NTP and
more .
6. Presentation layer SSL, WEP, WPA, Kerberos,
5. Session layer Logical Ports 21, 22, 23, 80 etc
4. Transport - TCP, SPX and UDP
3. Network - IPv4, IPV6, IPX, OSPF, ICMP, IGMP and ARP
2. Data Link- 802.11abgn ( Wi-Fi), - 802.16(WiMAX), ATM, Ethernet(802.3), Token Ring(802.5), Frame Relay,
PPTP, L2TP and ISDN
1. Physical -Hubs, Repeaters, Cables, Optical Fiber, Coaxial Cable, Twisted Pair Cable and Connectors
7/28/2019 82123002 Retele de Calculatoare
36/363
Retele de calculatoare Lectia 1 Introducere in studiul retelelor
Page 36 | 2011, Copyright Alex Averian
ncapsulare - protocol data unit1. Layer 1 (Physical Layer) PDU is the bit.
2. Layer 2 (Data Link Layer) PDU is the frame.
3. Layer 3 (Network Layer) PDU is thepacket.
4. Layer 4 (Transport Layer) PDU is the segment.
5. Layer 5 and above are referred to as data.
7/28/2019 82123002 Retele de Calculatoare
37/363
Retele de calculatoare Lectia 1 Introducere in studiul retelelor
Page 37 | 2011, Copyright Alex Averian
7/28/2019 82123002 Retele de Calculatoare
38/363
Retele de calculatoare Lectia 1 Introducere in studiul retelelor
Page 38 | 2011, Copyright Alex Averian
Modelul TCP/IP
7/28/2019 82123002 Retele de Calculatoare
39/363
Retele de calculatoare Lectia 1 Introducere in studiul retelelor
Page 39 | 2011, Copyright Alex Averian
7/28/2019 82123002 Retele de Calculatoare
40/363
Retele de calculatoare Lectia 1 Introducere in studiul retelelor
Page 40 | 2011, Copyright Alex Averian
Bibliografie Tanenbaum A. S., Reele de calculatoare, Editura Agora, Trgu Mure, 1997
TCP/IP Illustrated: the protocols, ISBN 0-201-63346-9, W. Richard Stevens, 1994
William Stallings, Data and Computer Communications, Prentice Hall 2006, ISBN 0-13-
243310-9
7/28/2019 82123002 Retele de Calculatoare
41/363
Retele de calculatoare Lectia 1 Introducere in studiul retelelor
Page 41 | 2011, Copyright Alex Averian
Intrebri ?
7/28/2019 82123002 Retele de Calculatoare
42/363
Cerinte laborator (DNS)
Implementati un client DNS care poate fi folosit pentru interogareaunui server DNS folosind UDP/IP (port 53).Clientul va realiza numai cereri de tip A adresa (Type = 1) si va afisarezultatul pe ecran.Vor fi interpretate urmatoarele sectiuni:
Headerul DNS Pachetele cerere (querry) de tip A (Type = 1)
Pachetele raspuns (response, authority, additional)de tip A (Type = 1), NS (Type = 2) si CNAME (Type = 5)
Programul se va scrie util izand limbajul C sau C++.Fisierul se va trimite pe adresa aaverian@gmail.com pana la data de 25 mai 2010 ora 12.00.
7/28/2019 82123002 Retele de Calculatoare
43/363
Retele de calculatoare Lectia 2 Nivelul fizic
Page 1 | 2010, Alexandru Averian
Nivelul fizic
Modul de lucru in reteaNivelul fizicMedii de transmisieEchipamente de nivel 1Tipuri de reeleTopologii de retele
7/28/2019 82123002 Retele de Calculatoare
44/363
Retele de calculatoare Lectia 2 Nivelul fizic
Page 2 | 2010, Alexandru Averian
Ce nseamna lucrul n reea?O reea de calculatore reprezint o colecie de calculatoareautonome, interconectate intre ele.
Exist mai multe posibiliti fizice de conectare (cabluri din
cupru, fibre optice, microunde, satelii de comunicaie, etc.).Un sistem cu o unitate de control i mai multe unitiaservite nu este o reea, aa cum nu este o reea nici uncalculator cu imprimante i terminale aflate la distan.
Se spune despre dou calculatoare c sunt interconectatedac sunt capabile s schimbe informaii ntre ele.
7/28/2019 82123002 Retele de Calculatoare
45/363
Retele de calculatoare Lectia 2 Nivelul fizic
Page 3 | 2010, Alexandru Averian
Retea de calculatoare
Un calculator conectat mpreun cu altele are acces la datelestocate pe acestea precum i la echipamentele lor. Conceptulde conectare al unor calculatoare care partajeaz resurselese numete lucrul n reea. Calculatoarele care fac partedintr-o reea pot partaja date, mesaje, imagini grafice,imprimante, plotere, aparate fax, modemuri etc.
7/28/2019 82123002 Retele de Calculatoare
46/363
Retele de calculatoare Lectia 2 Nivelul fizic
Page 4 | 2010, Alexandru Averian
Utilizarea reelelorAvantaje:
Utilizarea n comun a imprimantelor i a altor periferice.
Dac calculatorul lucreaz autonom el are acces numai laperifericele lui, deci fiecare calculator ar avea nevoie de oimprimant proprie pentru scrierea rapoartelor. Acest lucrunu este economic, innd cont de costul acestui periferic i detimpul efectiv de utilizare. Deci, mai economic este ca mai
multe calculatoare s utilizeze aceeai imprimant, lucru careeste posibil numai dac calculatoarele sunt interconectate nreea.
7/28/2019 82123002 Retele de Calculatoare
47/363
Retele de calculatoare Lectia 2 Nivelul fizic
Page 5 | 2010, Alexandru Averian
Avantaje
Partajarea unor produse soft. Fiecare calculator din reeapoate avea acces la produsele instalate pe anumitecalculatoare din reea.
Schimbul rapid de informaii ntre membrii organizaieirespective, aflai la distane orict de mari, mai ales utilizndfacilitai de pot electronic, chat, etc.
7/28/2019 82123002 Retele de Calculatoare
48/363
Retele de calculatoare Lectia 2 Nivelul fizic
Page 6 | 2010, Alexandru Averian
Nivelul fizic
7/28/2019 82123002 Retele de Calculatoare
49/363
Retele de calculatoare Lectia 2 Nivelul fizic
Page 7 | 2010, Alexandru Averian
Nivelul fizic
Nivelul fizic are rolul de a transmite datele de la un calculatorla altul prin intermediul unui mediu de comunicaie.
Defineste la nivel electric, mecanic, procedural si functionallegatura fizica intre calculatoarele care comunica.
Il putem asocia cu termenii semnal, unde si cablu.
Datele sunt vzute la acest nivel ca un ir de bii.
Asigurarea pstrrii formei semnalului propagat.
7/28/2019 82123002 Retele de Calculatoare
50/363
Retele de calculatoare Lectia 2 Nivelul fizic
Page 8 | 2010, Alexandru Averian
Problemele tipice sunt de natur electric:
Nivelele de tensiune corespunztoare unui bit 1 sau 0, durataimpulsurilor de tensiune, cum se iniiaz i cum se opretetransmiterea semnalelor electrice, tipurile de cablu,transmisie radio, microunde, infrarosu sau prin fibra optica,
distanta maxima dintre doua capete ale legaturii, etc.
Tipuri de specificatii pentru acest nivel: EIA-232D (specificainterfetele si semnalul dintre DTE si DCE) , Ethernet (IEEE802.3), Token Ring (IEEE 802.5
7/28/2019 82123002 Retele de Calculatoare
51/363
Retele de calculatoare Lectia 2 Nivelul fizic
Page 9 | 2010, Alexandru Averian
Nivelul fizic
Nu comunica cu stratul de mai sus.Nu poate identifica hosturile din retea.Descrie doar fluxuri de biti.Nu poate recunoaste ce calculator transmite daca
transmit toate in acelasi timp.
7/28/2019 82123002 Retele de Calculatoare
52/363
Retele de calculatoare Lectia 2 Nivelul fizic
Page 10 | 2010, Alexandru Averian
Transferul datelor
7/28/2019 82123002 Retele de Calculatoare
53/363
Retele de calculatoare Lectia 2 Nivelul fizic
Page 11 | 2010, Alexandru Averian
Tipuri de retele
Reele peer-to-peerntr-o reea peer-to-peer nu exist servere dedicate i nici oorganizare ierarhic a calculatoarelor. Toate calculatoarelesunt considerate egale (peers), de unde i numele tipului dereea.
n general, fiecare calculator are i rolul de client si cel deserver, neexistnd un administrator responsabil pentru
ntreaga reea. Utilizatorul fiecrui calculator stabileteresursele locale care vor fi partajate n reea.
Dimensiunea. Reelelor peer-to-peer sunt numite i grupuride lucru (workgroups). Acest termen desemneaz un numr
7/28/2019 82123002 Retele de Calculatoare
54/363
Retele de calculatoare Lectia 2 Nivelul fizic
Page 12 | 2010, Alexandru Averian
mic de persoane.
Costul. Reelele peer-to-peer sunt relativ simple. Deoarecefiecare calculatorjoac att rolul de client ct i de sever, nueste nevoie de un server central puternic si nici de altecomponente necesare ca n cazul unei reele de mare
capacitate.
Reelelor peer-to-peer implic, de obicei, costuri mai micidect cele bazate pe server.
Sisteme de operare peer-to-peer. ntr-o reea peer-to-peer,software-ul de reea nu presupune acelai nivel deperformane i de securitate cu cel al reelelor bazate pe
7/28/2019 82123002 Retele de Calculatoare
55/363
Retele de calculatoare Lectia 2 Nivelul fizic
Page 13 | 2010, Alexandru Averian
server dedicat. Unele sisteme de operare, cum ar fi Microsoft
Windows NT Workstation, Microsoft Windows Workgroupssi Microsoft Windows 95/98 nglobeaz funcionalitatea dereea peer-to-peer si deci nu mai este necesar softwaresuplimentar.
7/28/2019 82123002 Retele de Calculatoare
56/363
Retele de calculatoare Lectia 2 Nivelul fizic
Page 14 | 2010, Alexandru Averian
Reele peer-to-peer
Reele peer-to-peer descriere
Utilizatorii sunt proprii administratori i i planific nivelul
de securitateSe folosete un sistem de cablare simplu, vizibil careconecteaz toate calculatoarele din reea.
Reele peer-to-peer reprezint o alegere bun pentru mediile
n care:
Exist cel mult 10-15 utilizatori
7/28/2019 82123002 Retele de Calculatoare
57/363
Retele de calculatoare Lectia 2 Nivelul fizic
Page 15 | 2010, Alexandru Averian
Utilizatorii se afla intr-o zon restrns
Securitatea datelor nu este o problem esenialOrganizaia i reeaua nu au o cretere previzibil n viitorulapropiatDin aceste considerente, rezult c n anumite situaii o reeapeer-to-peer este preferabil unei reele bazat pe server.
7/28/2019 82123002 Retele de Calculatoare
58/363
Retele de calculatoare Lectia 2 Nivelul fizic
Page 16 | 2010, Alexandru Averian
Reele bazate pe server
Reele bazate pe server
ntr-un mediu de lucru cu muli utilizatori, o reea peer-to-
peer nu mai este potrivit.Din acest motiv majoritatea reelelor au servere dedicate. Unserver dedicat este un calculator care funcioneaz doar caserver, nefiind folosit ca client sau staie de lucru.Serverele se numesc "dedicate" deoarece sunt optimizate s
deserveasc rapid cerinele clienilor din reea si s asiguresecuritatea fiierelor i a directoarelor.Numrul de servere crete odat cu complexitatea reelei.
7/28/2019 82123002 Retele de Calculatoare
59/363
Retele de calculatoare Lectia 2 Nivelul fizic
Page 17 | 2010, Alexandru Averian
Modelul client-server
O reea client/server reprezint un mediu de lucru n reea ncare calculatorul client lanseaz o solicitare, iar un calculatorcare funcioneaz ca server o ndeplinete.
Modelul se refer la mprirea operaiilor de prelucrare adatelor ntre calculatorul client i un calculator server maiputernic.Modul de abordare client/server este avantajoas pentruorganizaiile n care un numr mare de utilizatori trebuie s
aib acces permanent la cantiti mari de date.Administrarea bazelor de date este tipul de aplicatie cel maifrecvent folosit in mediile de client/server.
7/28/2019 82123002 Retele de Calculatoare
60/363
Retele de calculatoare Lectia 2 Nivelul fizic
Page 18 | 2010, Alexandru Averian
De obicei, chiar i ntr-o reea peer-peer, orice calculator
poate juca att rol de server ct i de client.
7/28/2019 82123002 Retele de Calculatoare
61/363
Retele de calculatoare Lectia 2 Nivelul fizic
Page 19 | 2010, Alexandru Averian
Modelul client-server
Avantaje:Partajarea resurselor. Un server este proiectat pentru a oferiacces la mai multe fiiere i imprimante, asigurnd n acelai
timp fiecrui utilizator performanele i securitatea necesar.Partajarea datelor n cazul reelelor bazate pe server poate fiadministrat i controlat centralizat. Resursele suntlocalizate de obicei ntr-un server central, fiind mai uor dedetectat i ntreinut dect cele distribuite pe diferite
calculatoare.Securitatea este principalul motiv pentru care se recurge la oreea bazat pe server. ntr-un mediu de lucru bazat pe
7/28/2019 82123002 Retele de Calculatoare
62/363
Retele de calculatoare Lectia 2 Nivelul fizic
Page 20 | 2010, Alexandru Averian
server, cum este Windows NT Server, politica de securitate
este stabilit de un administrator, care o aplic fiecruiutilizator n reea.Salvarea de siguran a datelor (backup). Deoarece dateleimportante sunt centralizate pe unul sau mai multe servere,se poate planifica salvarea lor regulat.
Redundana. Prin intermediul sistemelor redundante, datelede pe un server pot fi copiate i pstrate on-line, astfel c, ncazul n care apar probleme la dispozitivul primar de stocares fie disponibil o copie de siguran a datelor respective.Numrul de utilizatori poate fi orict de mare, lucru
realizabil datorit utilitarelor de monitorizare i administraredisponibile n prezent.
7/28/2019 82123002 Retele de Calculatoare
63/363
Retele de calculatoare Lectia 2 Nivelul fizic
Page 21 | 2010, Alexandru Averian
Tipuri de servere
Servere de fiiere i de tiprire administreaz accesul ifolosirea de utilizatori a resurselor de tip fiier i imprimant.De exemplu dac folosii o aplicaie de prelucrare a textelor,
aceasta va rula pe calculatorul dumneavoastr.Documentul prelucrat de aplicaie este pstrat pe server i
ncrcat n memoria calculatorului propriu, astfel nct poatefi folosit local. Cu alte cuvinte serverele de fiiere i detiprire sunt folosite n general pentru stocarea datelor i a
fiierelor.
Servere de aplicaii pun la dispoziia clienilor componenta
7/28/2019 82123002 Retele de Calculatoare
64/363
Retele de calculatoare Lectia 2 Nivelul fizic
Page 22 | 2010, Alexandru Averian
server a aplicaiilor de tip client-server, precum i datele
respective. De exemplu, serverele pstreaz volume mari dedate structurate, care sunt uor de accesat (baze de date).
Acest tip de servere difer de serverele de fiiere i detiprire, n cazul crora datele sau fiierele sunt descrcate n
totalitate pe calculatorul care le-a solicitat. La serverele deaplicaii , baza de date se afl pe server i numai rezultatulinterogrii este descrcat pe calculatorul care a lansatsolicitarea.O aplicaie client care ruleaz local va accesa datele de pe
serverul de aplicaii. n loc de ntreaga baz de date pecalculatorul local va fi descrcat de pe server numairezultatul interogrii.
7/28/2019 82123002 Retele de Calculatoare
65/363
Retele de calculatoare Lectia 2 Nivelul fizic
Page 23 | 2010, Alexandru Averian
Tipuri de servere
Serverele de pot gestioneaz transferul de mesaje electronicentre utilizatorii reeleiServerele de fax gestioneaz traficul de mesaje fax n dinspre
reea, partajnd una sau mai multe plci de fax modemServerul de comunicaii gestioneaz fluxul de date i mesaje e-mail transmise ntre reeaua serverului i alte reele,calculatoare mainframe sau utilizatori aflai la distan, carefolosesc modem i linii telefonice pentru a se conecta la server
Serverele de directoare permit utilizatorilor s localizeze, sstocheze i s partajeze informaiile din reea.
7/28/2019 82123002 Retele de Calculatoare
66/363
Retele de calculatoare Lectia 2 Nivelul fizic
Page 24 | 2010, Alexandru Averian
Tipuri de RetelePAN - Personal area nertwork
LAN - Cea mai uzual metod de cablare permitea conectareaa maximum 30 de utilizatori, printr-un cablu avnd lungime
maxima de 180-200 de metri.O astfel de reea se numete reea local sau LAN (Local AreaNetwork)
MAN - Primele reele LAN nu au putut satisface nevoile de
interconectare din cadrul organizaiilor mari, cu birouri aflatela distan unele de altele.O reea metropolitan (Metropolitan Area Network MAN)
7/28/2019 82123002 Retele de Calculatoare
67/363
Retele de calculatoare Lectia 2 Nivelul fizic
Page 25 | 2010, Alexandru Averian
este o versiune extins de LAN ce se poate ntinde pe zona
ocupat de un grup de birouri nvecinate sau chiar suprafaaunui ora. Acest tip de reea funcionez pe baza unortehnologii similare cu cele ale LAN-urilor.
WAN - Pe msur ce avantajele reelelor au devenit
cunoscute si s-au dezvoltat tot mai mult aplicaii pentrumediul de lucru n reea, reelele LAN s-au dezvoltatdevenind reele de mare acoperire geografica (Wide AreaNetwork WAN).
7/28/2019 82123002 Retele de Calculatoare
68/363
Retele de calculatoare Lectia 2 Nivelul fizic
Page 26 | 2010, Alexandru Averian
Topologii de ReteleTopologia definete structura reelei.
Topologia fizic se refer la dispunerea fizic n teren acalculatoarelor, a cablurilor i celorlalte componente ale
reelei.
Topologia logic se refer la modul cum gazdele acceseazmediul de comunicaie.
Topologia unei reele afecteaz direct performanele reelei.O anumit topologie aleas influeneaz tipul de echipamentutilizat, precum i posibilitile de extindere a reelei.
7/28/2019 82123002 Retele de Calculatoare
69/363
Retele de calculatoare Lectia 2 Nivelul fizic
Page 27 | 2010, Alexandru Averian
Topologii de Retele
7/28/2019 82123002 Retele de Calculatoare
70/363
Retele de calculatoare Lectia 2 Nivelul fizic
Page 28 | 2010, Alexandru Averian
7/28/2019 82123002 Retele de Calculatoare
71/363
Retele de calculatoare Lectia 2 Nivelul fizic
Page 29 | 2010, Alexandru Averian
7/28/2019 82123002 Retele de Calculatoare
72/363
Retele de calculatoare Lectia 2 Nivelul fizic
Page 30 | 2010, Alexandru Averian
Topologii logice
Broadcast
Cea mai cunoscut tehnologie broadcast este tehnologia Ethernet (aprut nc de
la sfritul anilor 1970), larg utilizat n toate reelele locale LAN (Local Area
Network) din lume. Modalitatea de funcionare a reelelor Ethernet se bazeaz pe
CSMA/CD (Carrier Sense Multiple Access with Collision Detection).
Topologia token passing
Cea mai cunoscut tehnologie token passing este tehnologia Token Ring,
construit ca alternativ la metoda Ethernet de detecie a coliziunilor.
NS=20
TS=10
NS=20
TS=4
NS=4
TS=20
NS=11
TS=5
TS=11
7/28/2019 82123002 Retele de Calculatoare
73/363
Retele de calculatoare Lectia 2 Nivelul fizic
Page 31 | 2010, Alexandru Averian
Medii de transmisie:
CupruFibra opticaFara fir
7/28/2019 82123002 Retele de Calculatoare
74/363
Retele de calculatoare Lectia 2 Nivelul fizic
Page 32 | 2010, Alexandru Averian
Cablul coaxial
Cablu coaxial, 10, 100 Mbs, 500M
7/28/2019 82123002 Retele de Calculatoare
75/363
Retele de calculatoare Lectia 2 Nivelul fizic
Page 33 | 2010, Alexandru Averian
Cablu perechi rasucite
Cablu UTP( unshielded twisted-pair), STP( shielded twisted-pair), 10, 100 Mbs, 100M
7/28/2019 82123002 Retele de Calculatoare
76/363
Retele de calculatoare Lectia 2 Nivelul fizic
Page 34 | 2010, Alexandru Averian
Moduri de mufare
7/28/2019 82123002 Retele de Calculatoare
77/363
Retele de calculatoare Lectia 2 Nivelul fizic
Page 35 | 2010, Alexandru Averian
Cablu direct Cablu Straight-through Conecteaza calculator - hub/switch Conecteaza ruter hub/switch
7/28/2019 82123002 Retele de Calculatoare
78/363
Retele de calculatoare Lectia 2 Nivelul fizic
Page 36 | 2010, Alexandru Averian
Cablu crossoverConecteaza calculator - calculatorConecteaza hub/switch hub/switchConecteaza ruter ruter
7/28/2019 82123002 Retele de Calculatoare
79/363
Retele de calculatoare Lectia 2 Nivelul fizic
Page 37 | 2010, Alexandru Averian
Cablul rollover
7/28/2019 82123002 Retele de Calculatoare
80/363
Retele de calculatoare Lectia 2 Nivelul fizic
Page 38 | 2010, Alexandru Averian
Fibre opticeFibra optica single modeMiez subtireSursa de lumina- laserDispersie scazutaDistante mari 5 KM
Fibra optica multi modeMiez mai gros, 62.5 sau 50-microniDistante mai mici, 500m Lumina- LED
7/28/2019 82123002 Retele de Calculatoare
81/363
Retele de calculatoare Lectia 2 Nivelul fizic
Page 39 | 2010, Alexandru Averian
Fibre optice
Avantaje:
Fibra optica nu este afectata de sursele de zgomot extern cum ar fi campurileelectromagnetice.
Transmisia luminii pe fibra nu genereaza interferente.Viteza mare, cabluri de lungime mare.
Probleme:
DisipareaAbsorbtiaAtenuarea
7/28/2019 82123002 Retele de Calculatoare
82/363
Retele de calculatoare Lectia 2 Nivelul fizic
Page 40 | 2010, Alexandru Averian
Echipamente de nivel 1
l d l l i i l l fi i
7/28/2019 82123002 Retele de Calculatoare
83/363
Retele de calculatoare Lectia 2 Nivelul fizic
Page 41 | 2010, Alexandru Averian
Placa de retea- NIC(nivel2)
R t l d l l t L ti 2 Ni l l fi i
7/28/2019 82123002 Retele de Calculatoare
84/363
Retele de calculatoare Lectia 2 Nivelul fizic
Page 42 | 2010, Alexandru Averian
Wireless - Retea fara fir
Mod de lucru - Carrier-Sense Multiple Access with Collision Avoidance (CSMA/CA)
R t l d l l t L ti 2 Ni l l fi i
7/28/2019 82123002 Retele de Calculatoare
85/363
Retele de calculatoare Lectia 2 Nivelul fizic
Page 43 | 2010, Alexandru Averian
Retea fara fir ad-hoc
Elementul de baza intr-o retea wireless este celula wireless (termenuloriginal conform standardului este Basic Service Set BSS)Fiecare celula are asociat un identificator de 48 de biti, unic, numitBasic Service Set ID BSSID.
Retele de calculatoare Lectia 2 Nivelul fizic
7/28/2019 82123002 Retele de Calculatoare
86/363
Retele de calculatoare Lectia 2 Nivelul fizic
Page 44 | 2010, Alexandru Averian
Wireless infrastructuraPrezenta unei celule wireless organizate ntr-o anumita zona este manifestataprin emiterea periodica de catre una dintre statii a unui pachet special, numitbeacon. Pe langa BSSID-ul celulei, pachetele beacon mai contin un sir decaractere numit SSID sau uneori numele retelei(engl. network name).Acest sir este fixat de administratorul retelei si serveste la identificarea retelei
pentru utilizatorii umani.
Retele de calculatoare Lectia 2 Nivelul fizic
7/28/2019 82123002 Retele de Calculatoare
87/363
Retele de calculatoare Lectia 2 Nivelul fizic
Page 45 | 2010, Alexandru Averian
Adaptoare Wireless
NIC pe interfata PCI,NIC pe interfata PCMCIA
Retele de calculatoare Lectia 2 Nivelul fizic
7/28/2019 82123002 Retele de Calculatoare
88/363
Retele de calculatoare Lectia 2 Nivelul fizic
Page 46 | 2010, Alexandru Averian
Securitate - wireless
Securitate:Open systemWep (Wired Equivalent Privacy) ca in retele cablate, toti
userii cunosc o parola
WPA - WiFi Protected AccessWPA-PSK ( personal - Pre-Shared Key) - fiind similar cu
WEP (dar mult mai sigur)
WPA-Entreprise - Controlul accesului si obtinerea cheilorse face printr-un mecanism numit Extensible
Authentication Protocol (EAP)
Retele de calculatoare Lectia 2 Nivelul fizic
7/28/2019 82123002 Retele de Calculatoare
89/363
Retele de calculatoare Lectia 2 Nivelul fizic
Page 47 | 2010, Alexandru Averian
Bibliografie
Tanenbaum A. S., Reele de calculatoare, Editura Agora,Trgu Mure, 1997
Tanenbaum A.S. (1992). Modern Operating Systems.
Englewood Cliffs NJ: Prentice-Hall.
Retele de calculatoare Lectia 2 Nivelul fizic
7/28/2019 82123002 Retele de Calculatoare
90/363
Retele de calculatoare Lectia 2 Nivelul fizic
Page 48 | 2010, Alexandru Averian
Daca exista INTREBARI?
RETELE DE CALCULATOARE
7/28/2019 82123002 Retele de Calculatoare
91/363
RETELE DE CALCULATOARE
NIVELUL LEGATURII DE DATE
1. Nivelul legaturii de date2. Descrire , functii
3. Subnivelul MAC, Subnivelul LLC4. Moduri de lucru
5. Detectare ed erori6. Corectare de erori
7. Ethernet8. Echipamente de nivel 29. Probleme
7/28/2019 82123002 Retele de Calculatoare
92/363
NIVELUL LEGTURII DE DATE
Nivelul legturii de date ofera servicii nivelului deretea, realiznd o comunicare corect ntre dounoduri adiacente ale reelei, corecteaz erorile detransmitere aprute la nivelul fizic.
Mecanismul utilizat n acest scop este mprireafluxului de bii n cadre ( frame), crora le suntadugate informaii de control. Cadrele sunttransmise individual, putnd fi verificate iconfirmate de ctre receptor. Alte funcii alenivelului se refer conexiuni, la controlul fluxuluide date i la corectarea erorilor de transmisie.
7/28/2019 82123002 Retele de Calculatoare
93/363
NIVELUL LEGATURII DE DATE
Functii le nivelului 21. Ofera servicii nivelului de retea
2. Comunica cu stratul superior prin LLC (Logical Link Conrtrol)3. Foloseste un mod de adresare, creaza si inchide conexiuni
4. Organizeaza bitii in cadre, calculeaza sume de control, corecteaza datele5. Retransmite daca este cazul
6. MAC media access control, controleaza accesul la mediu, depinde de tipulretelei
7. Ethernet - Carrier Sense Multiple Access/Collision Detection
7/28/2019 82123002 Retele de Calculatoare
94/363
NIVELUL LEGATURII DE DATE
Moduri de lucru1. Transfer neconfirmat fara conexiune folosit in retele sigure, cu erori
rare, sau in cazul tresmisiilor audio/video, nu se stabilesc conexiuni nu seconfirma cadrele
2. Transfer confirmat fara conexiune nu stabileste conexiune, dar confirma
frame-urile, retransmite daca nu primeste confirmarea, poate aparereceptarea multipla
3. Transfer confirmat bazat pe conexiune stabileste conexiunea,numeroteaza cadrele, garanteaza receptia, garanteaza receptia o singuradata in ordinea corecta, ofera un flux de biti sigurnivelului de retea. Se
foloseste la legaturi seriale, punct la punct, sau in retele fara fir
7/28/2019 82123002 Retele de Calculatoare
95/363
NIVELUL LEGATURII DE DATE
Controlul erorilor
Marcheaza inceputul si sfarsitul cadrelor
Transmite si asteapta confirmare, porneste unceas. Daca confirmarea nu soseste atunci cadrul
este retransmis.
Se executa transmiteri si pot apare receptari
multiple.
Pentru a nu se tranmite la nivelul 3 date de maimulte ori cadrele se numeroteaza in asa fel incat
sa se poata detecta retransmisiile.
7/28/2019 82123002 Retele de Calculatoare
96/363
NIVELUL LEGATURII DE DATE
Controlul fluxului
1. Protocolul trebuie sa asigure mecanisme decontrol al fluxului.
2. Controlul fluxului se refera la reglarea cantitatiide date care este transmisa de emitator catre
receptor.
3. Receptorul trebuie sa poata spune daca este
data sa primeasca date.4. Exista diverse implementari ale acestor
mecanisme.
7/28/2019 82123002 Retele de Calculatoare
97/363
NIVELUL LEGATURII DE DATE
Corectarea erorilor
Exista doua abordari:1. Folosirea unor codificari ale informatiei si
adaugarea de informatii redundante pentrudetectarea erorilor
2. Folosirea unor codificari ale informatiei si
adaugarea de informatii redundante pentrucorectarea erorilor
7/28/2019 82123002 Retele de Calculatoare
98/363
NIVELUL LEGATURII DE DATE
Coduri pentru detectarea erorilor - exemplu
Presupunem ca avem o linie cu o eroare de 10-6 pe
bit si se fac transmiteri in blocuri de 1000 de biti.
Pentru a detecta aparitia unei erori se adauga un bitde paritate la fiecare bloc, vom avea un bloc
suplimentar de 1001 biti la 1000 de blocuri.
Pentru 1Mb se adauga in total 2001 de biti.
Daca se adauga un bit pe bloc si avem erori multiple
este posibil sa nu detectam aparitia erorii.
7/28/2019 82123002 Retele de Calculatoare
99/363
NIVELUL LEGATURII DE DATE
Coduri pentru detectarea erorilor - exemplu
Exemplu:
Un cod detector de erori este un cod in care lafiecare bloc de date se adauga un bit de paritate.
Adica se numara bitii de 1 din mesaj si daca acesta
este impar se adauga un 1 altfel se adauga un
zero.
Daca se adauga un bit pe bloc si avem erori multiple
este posibil sa nu detectam aparitia erorii.
7/28/2019 82123002 Retele de Calculatoare
100/363
NIVELUL LEGATURII DE DATE
Coduri pentru detectarea erorilor - exemplu
Daca avem erori multiple putem imbunatati rata
de detectare a erorilor, astfel:
Privim mesajul ca o matrice de k linii si n coloane,pentru fiecare coloana se adauga un bit de
paritate sub forma unei linii suplimentare.
Matricea este transmisa linie cu linie. Receptorulverifica toti bitii de paritate, daca vreunul este
gresit va cere o retransmisie a mesajului.
7/28/2019 82123002 Retele de Calculatoare
101/363
NIVELUL LEGATURII DE DATE
Coduri pentru detectarea erorilor - exemplu
Modelul cu matrice poate detecta erori unice pe
coloana.Daca pe o coloana se schimba de exemplu primul si
ultimul bit dintr-o coloana atunci eroarea nu seobserva.
In practica se foloseste o alta metoda: codul
polinomial sau codul cu redundanta ciclica (CRC).
7/28/2019 82123002 Retele de Calculatoare
102/363
NIVELUL LEGATURII DE DATE
Coduri pentru detectarea erorilor - exempluCodul polinomial, codul cu redundanta ciclica (CRC).
Sirul de biti este privit ca un polinom cu coeficienti
binari. Un sir de k biti reprezinta coeficientii unuipolinom cu k termeni de forma xk-1, x0.
Exemplu: 110011 este x5 + x4 + x1 + x0 . Operatiile se
fac modulo 2, fara transport sau imprumut prinoperatorul XOR.
Emitatorul si receptorul aleg un polinom generatorG(x) cu 1 pe bitul cel mai semnificativ si cel mai
putin semnificativ.
7/28/2019 82123002 Retele de Calculatoare
103/363
NIVELUL LEGATURII DE DATE
Coduri pentru detectarea erorilor - exempluCodul polinomial, codul cu redundanta ciclica (CRC).
Se adauga un cod de control la mesaj astfel incat
polinomul asociat mesajului si codului de control safie divizibil prin polinomul G(x).
Receptorul primeste mesajul si il imparte la G(x), dacase obtine un rest atunci inseamna ca s-a produs o
eroare.
G
7/28/2019 82123002 Retele de Calculatoare
104/363
NIVELUL LEGATURII DE DATE
Coduri pentru detectarea erorilor - exempluCodul polinomial, codul cu redundanta ciclica (CRC).
Algoritm de calcul al codului de control:Fie r = grad G(x).
Fie un mesaj de lungime m si polinomul asociat M(x).1. Se adauga r de zero la mesaj astfel incat acum mesajul vaavea lungime m+r, si corespunde polinomului xrM(x).
2. Se imparte G(x) la xrM(x) folosind impartirea modulo 2.3. Se scade restul (de r biti sau mai putin) din sirul de biti
coresp. lui x
r
M(x) folosind scaderea modulo 2.4. Rezultatul notat cu T(x) este sirul cu cod control ce trebuietrimis.
Exista cazuri care nu sunt detectate?
NIVELUL LEGATURII DE DATE
7/28/2019 82123002 Retele de Calculatoare
105/363
NIVELUL LEGATURII DE DATE
Coduri pentru corectarea erorilor
Presupunem ca avem o linie cu o eroare de 10-6 pe
bit si se fac transmiteri in blocuri de 1000 de biti.
Definim distanta HammingDaca avem un sir de biti care estre trimis de
emitator si este receptat diferit de receptor.
Distanta Hamming ne da numarul de biti in care
difera mesajul emis de mesajul receptionat. Se
calculeaza cu ajutorul operatorului XOR pe biti, sise nmara bitii de 1 din rezultat.
Exemplu: 00110011, 01110111, distanta H este 2.
NIVELUL LEGATURII DE DATE
7/28/2019 82123002 Retele de Calculatoare
106/363
NIVELUL LEGATURII DE DATE
Coduri pentru corectarea erorilor
Exemplu: 00110011, 01110111, distanta H este 2.
Asta inseamna ca trebuiesc executate 2 corectii casa transformam un mesaj in altul.
Un cadru am m biti si r biti de control
Lungimea totala a unui mesaj este n = m + r.
N este numit cuvant de cod.
NIVELUL LEGATURII DE DATE
7/28/2019 82123002 Retele de Calculatoare
107/363
NIVELUL LEGATURII DE DATE
Coduri pentru corectarea erorilor
Un cadru are m biti si r biti de control.
Unele aplicatii accepta ca fiind valide toate cele 2m
mesaje. Dar prin modul de calcul nu se vor folositoate cele 2n cuvinte. Se poaate face o lista a
tuturor cuvintelor de cod.
Distanta Hamming minima intre doua cuvinte decod se numeste distanta Hamming a codului
complet.
NIVELUL LEGATURII DE DATE
7/28/2019 82123002 Retele de Calculatoare
108/363
NIVELUL LEGATURII DE DATE
Coduri pentru corectarea erorilor
Distanta Hamming minima intre doua cuvinte de
cod se numeste distanta Hamming a coduluicomplet.
Pentru a detecta o eroare pe d biti avem nevoie de
un cod cu o distanta d+1, deoarece cu o astfel decodificare nu se poate ajunge de la un cuvant
corect in d pasi la un alt cuvant corect.
NIVELUL LEGATURII DE DATE
7/28/2019 82123002 Retele de Calculatoare
109/363
NIVELUL LEGATURII DE DATE
Distanta Hamming minima intre doua cuvinte de
cod se numeste distanta Hamming a codului
complet.
Pentru a corecta o eroare pe d biti avem nevoie deun cod cu o distanta 2d+1, deoarece cu o astfel de
codificare cuvantele corecte sunt distantate, iar
cuvintele eronate se afla la o distanta de maxim d
fata de orice cuvant corect. Cel mai apropiatcuvat va fi chiar cuvantul original.
NIVELUL LEGATURII DE DATE
7/28/2019 82123002 Retele de Calculatoare
110/363
NIVELUL LEGATURII DE DATE
Codul Hamming
Calcularea lungimii codului:
Presupunem ca avem o codificare cu un mesaj delungime m si un cod de control de lungime r care
ne permite detectarea tuturor erorilor singulare.Cat de lung este r?Fie n = m + r, pentru fiecare mesaj din cele 2m mesaje avem
n mesaje eronate aflate la o distanta de 1 de mesaj.
Pentru fiecare mesaj din cele 2m mesaje avem n+1 mesaje
asociate (unul corect si n gresite).Daca numarul total de mesaje este 2n atunci avem
(n+1)2m
7/28/2019 82123002 Retele de Calculatoare
111/363
NIVELUL LEGATURII DE DATE
Codul Hamming(n+1)2m
7/28/2019 82123002 Retele de Calculatoare
112/363
NIVELUL LEGATURII DE DATE
Codul Hamming, (m + r + 1)2m
7/28/2019 82123002 Retele de Calculatoare
113/363
NIVELUL LEGATURII DE DATE
Codul Hamming, (m + r + 1)2m
7/28/2019 82123002 Retele de Calculatoare
114/363
NIVELUL LEGATURII DE DATE
Codul HammingCand soseste un mesaj, receptorul incepe analiza setand
un contor la zero. Examineaza fiecare bit de control (k =
1,2,4,8, 16) pentru a vedea daca este corectaparitatea, daca nu adauga k la contor. Daca la finalcontorul este zero atunci inseamna ca nu avem erori.
Daca contorul are valoare nenula aceasta reprezintanumarul bitului incorect.
De exemplu daca bitii 1, 2 si 8sunt eronati rezulta ca bitul
11 este inversat.
Codurile Hamming corecteaza doar erori singulare.
NIVELUL LEGATURII DE DATE
7/28/2019 82123002 Retele de Calculatoare
115/363
NIVELUL LEGATURII DE DATE
Codul HammingCodurile Hamming corecteaza doar erori singulare.Dar exista o posibilitate de a trata erorile in rafala (mai
multi biti eronati consecutivi). Se creaza o matrice debiti si datele se transmit coloana cu coloana. Ladestinatie se reface matricea.
Daca apare o eroare atunci fiecare coloana va avea un bit
alterat. Ceea ce duce la posibilitatea de corectare.
NIVELUL LEGATURII DE DATE
7/28/2019 82123002 Retele de Calculatoare
116/363
NIVELUL LEGATURII DE DATE
Subsistemul MAC
Sistem de control al accesului ma mediul de
transmisie. Este dependent de tipul retelei.
Exista mai multe tipuri de retele in functie demediul de transmisie: pe cablu coaxial, pe
cabluri rasucit, fibra optica, fara fir.
Pe cablu de cupru:Ethernet, Token Bus, TokenRing; pe fibra optica FDDI.
NIVELUL LEGATURII DE DATE
7/28/2019 82123002 Retele de Calculatoare
117/363
NIVELUL LEGATURII DE DATE
NIVELUL LEGATURII DE DATE
7/28/2019 82123002 Retele de Calculatoare
118/363
NIVELUL LEGATURII DE DATE
Reateaua EthernetModulde operare - CSMA/CD .
Reteaua Ethernet (IEEE 802.3) este de tip broadcast, adicafiecare statie poate sa vada frame-urile trimise in retea.
Fiecare statie incarca o copie a frame-ului care circula prin
mediu si examineaza adresa MAC de destinatie a frame-ului.Daca acesta corespunde cu adresa respectivei statii atunci este
trimis stratului 3 pentru a se examina si IP-ul acelui frame. Incazul in care adresa MAC nu corespunde, acel frame esteignorat. Mai multe hosturi pot emite in acelasi timp.
NIVELUL LEGATURII DE DATE
7/28/2019 82123002 Retele de Calculatoare
119/363
NIVELUL LEGATURII DE DATE
Una din problemele de care trebuie tinut seama in CSMA/CD este chestiunea
coliziunilor si mai exact a evitarii acestora.
Metoda de acces CSMA/CD prevede c un sistem gata s emit,avnd deci un cadru pregtit, va asculta mai nti mediul detransmisie i, daca acesta este liber va transmite. Dac mediul
este ocupat st n ascultare i cnd devine liber ncepe stransmit, continund ascultarea n timpul transmiterii cadrului.Dac dou sau mai multe sisteme au nceput transmisia ntr-uninterval de timp suficient de mic se va produce o coliziune.Staiile care transmit vor detecta coliziunea, nceteaztransmisia datelor i vor emite un scurt semnal de bruierepentru a asigura detectarea coliziunii de ctre toate sistemeledin reea. Cele care au fost n coliziune nceteaz apoi emisia ivor retransmite, fiecare, dup o asteptare aleatoare.
NIVELUL LEGATURII DE DATE
7/28/2019 82123002 Retele de Calculatoare
120/363
NIVELUL LEGATURII DE DATE
Modulde operare - CSMA/CD .
Rezolvarea coliziunilor consta in urmatoarea secventa de pasi: O statie vrea sa transmita
Asambleaza informatia Asculta pe cablu daca cineva transmite
Daca da, atunci asteapta si apoi reincearca
Daca linia este libera transmite Se poate intampla ca doua statii sa emita in acelasi timp si sa apara o
coliziune moment in care informatia este alterata. Prima statie care adetectat fenomenul trimite un semnal prin care avertizeaza ca s-aprodus o coliziune, in felul acesta avem certitudinea ca toate statiileau auzit ca s-a petrevut o coliziune. Din acest moment fiecare statie
intra intr-o perioda de asteptare precis calculata pentru fiecare, apoiincearca sa transmita din nou.
NIVELUL LEGATURII DE DATE
7/28/2019 82123002 Retele de Calculatoare
121/363
NIVELUL LEGATURII DE DATE
Modulde operare - CSMA/CD, rezolvarea coliziunilorSe ine seama de ntinderea reelei, mai exact de timpul depropagare dus-ntors (round-trip delay) maxim al reelei.
Acest timp depinde de suportul fizic de transmisie (tip i
lungime), de numrul repetoarelor prin care trece semnalulpentru a ajunge de la un capt la cellalt.
Valoarea adoptat pentru acest timp este de 51,2s i s-astabilit n urmtorul mod: transmisia se face 10BaseT, iar
viteza de propagare minim este 100.000Km/s i reeaua aremaxim 5 segmente de cte 500m fiecare. Rezult:
t=5*0.5(Km)/100.000(Km/s)=25s, 2t=50s
NIVELUL LEGATURII DE DATE
7/28/2019 82123002 Retele de Calculatoare
122/363
NIVELUL LEGATURII DE DATE
Modulde operare - CSMA/CD, rezolvarea coliziunilorS-a adoptat 51,2s pentru a putea transmite 512 bii cu rata de10Mbps, adic 64 octei, cifr care a impus i valoarea minim apachetului.
Acest interval de timp mai este denumit i tran canalsau timpde vulnerabilitate.
Semnalul de bruiere utilizat pentru anunarea coliziunii estenecesar deoarece, altfel, n cazul n care s-ar produce ocoliziune ntre cadrele emise de dou sisteme apropiate, ele ar
nceta foarte rapid emiterea cadrelor, semnalul rezultat ar fi defoarte scurt durat i poate de amplitudine redus, astfel csistemele ndeprtate nu ar detecta coliziunea.
NIVELUL LEGATURII DE DATE
7/28/2019 82123002 Retele de Calculatoare
123/363
NIVELUL LEGATURII DE DATE
Modulde operare - CSMA/CD, rezolvarea coliziunilorAsteptarea dup care rencepe retransmiterea cadrului dup ocoliziune este un multiplu al tranei de canal.
Notnd acest multiplu cu M, ntrzierea va fi deci M*51,2s.
Numrul ntreg M este un numar ales aleator, generat ntr-undomeniu de valori a crui mrime se stabilete conform unuialgoritm al regresiei exponeniale binare.Acest algoritm spune c dac N este numrul de coliziuni pecare un cadru le-a suferit deja, se alege M astfel ca 0M2^N,dac N10 i 0M2^10 dac 10N16.
NIVELUL LEGATURII DE DATE
7/28/2019 82123002 Retele de Calculatoare
124/363
NIVELUL LEGATURII DE DATE
Modulde operare - CSMA/CD, rezolvarea coliziunilor
Astfel dup prima coliziune M poate fi 0 sau 1,dup a doua coliziune poate fi 0, 1, 2, 3 i aa mai departe.Pentru N[0, 16] M este generat aleatoriu ntre 0 i 1023.Dac i dup 16 ncercri nu s-a reuit transmiterea cadrului,subnivelul de acces la mediu abandoneaz incercrile isemnaleaz defeciune.
ntre cadre se impune o intrziere minim egal cu 9,6s, adicdurata transmiterii a 96 bii (12 octei). Ea permite
reiniializarea tuturor proceselor legate de nivelurile 1 i2precum i restabilizarea condiiilor electrice pe suportul detransmisie.
NIVELUL LEGATURII DE DATE
7/28/2019 82123002 Retele de Calculatoare
125/363
NIVELUL LEGATURII DE DATE
Cadrul Ethernet (IEEE 802.3)
NIVELUL LEGATURII DE DATE
7/28/2019 82123002 Retele de Calculatoare
126/363
NIVELUL LEGATURII DE DATE
Modulde operare - CSMA/CDConform specificaiilor dimensiunea maxim a pachetului este:1.518 octei = 14 oct. HEADER + 1.500 oct. DATE + 4 oct. CRC,
iar cea minim: 64 octei = 14 oct. HEADER + 46 oct. DATE + 4 oct. CRC
n cazul specificaiei IEEE Preambulul are 7 octei pentru sincronizare avndfiecare structur 10101010.Detimitatorul de nceput de pachet care este un octet de forma10101011 (ultimii 2 bii pe 1).
NIC ECHIPAMENT DE NIVEL 2
7/28/2019 82123002 Retele de Calculatoare
127/363
Placa de retea
WIRELESS
7/28/2019 82123002 Retele de Calculatoare
128/363
Placa de retea NIC pe interfata PCI
WIRELESS
7/28/2019 82123002 Retele de Calculatoare
129/363
Placa de retea NIC pe interfata PCMCIA
PUNTE, NIVEL 2
7/28/2019 82123002 Retele de Calculatoare
130/363
,
Puntea (bridge) O alt soluie pentru extinderea unei
reele o constituie utilizarea uneipuni. Aceasta permite n plus fa deun hub un control mai bun al
traficului de date, deoarece foloseteo metoda de memorare a adreselorfizice ale calculatoarelor din reea,prin care decide daca un pachet dedate trece sau nu prin punte catre
calculatorul destinaie, ceea ce duceia reducerea traficului in reea.
SWITCH, NIVEL 2
7/28/2019 82123002 Retele de Calculatoare
131/363
Rolul unui switch:
Conecteaza nodurile in topologia stea
Segmenteaza reteaua
Previne coliziunile
BIBLIOGRAFIE
7/28/2019 82123002 Retele de Calculatoare
132/363
Tanenbaum A. S., Reele de calculatoare,Editura Agora, Trgu Mure, 1997
TanenbaumA.S. (1992). Modern OperatingSystems. Englewood Cliffs NJ: Prentice-Hall.
DACA EXISTA INTREBARI?
7/28/2019 82123002 Retele de Calculatoare
133/363
Multumim
RETELE DE CALCULATOARE
7/28/2019 82123002 Retele de Calculatoare
134/363
NIVELUL DE RETEA
1. Nivelul de retea
2. Descriere , functii
3. Datagrame sau circuite virtuale?
4. Adresare
5. Dirijare
6. Controlul fluxului si al congestiilor
7. Echipamente de nivel 3
NIVELUL REEA
7/28/2019 82123002 Retele de Calculatoare
135/363
NIVELUL REEA
3. Nivelul reea imparte datele in pachete,asigur dirijarea unitilor de date ntre
nodurile surs i destinaie, trecnd eventual
prin noduri intermediare (routing ). Estefoarte important ca ruta de date s fie astfelaleas nct s se evite aglomerareaanumitor zone ale reelei (congestionare).
Interoperabilitatea reelelor cu arhitecturidiferite este o funcie a nivelului reea.
NIVELUL DE RETEA
7/28/2019 82123002 Retele de Calculatoare
136/363
NIVELUL DE RETEA
Functii le nivelului 21. Adresarea
2. Fragmentarea3. Dirijarea pachetelor
4. Evitarea congestionarii retelei
5. Controlul fluxului
Servicii
1. orientate pe conexiune2. ne-orientate pe conexiune
Organizarea interna1. datagrame
2. circuite virtuale
NIVELUL DE RETEA
7/28/2019 82123002 Retele de Calculatoare
137/363
NIVELUL DE RETEA
Datagrame sau circuite virtuale?
Exist dou filozofii de baza distincte pentruorganizarea subretelei, una folosind conexiuni, iar adoua lucrnd fr conexiuni. n contextul operriiinterne a subreelei, o conexiune este numit deobicei circuit virtual, prin analogie cu circuitele fizicecare se stabilesc n sistemul telefonic.
Pachetele independente ale organizrii neorientatepe conexiune se numesc datagrame, prin analogiecu telegramele.
NIVELUL DE RETEA
7/28/2019 82123002 Retele de Calculatoare
138/363
NIVELUL DE RETEA
Circuite virtualeCircuitele virtuale sunt folosite de obicei n subretele careofer un serviciu orientat pe conexiune. Ideea care se afl la
baza circuitelor virtuale este evitarea alegerii unei noi ci
(rute) pentru fiecare pachet trimis.
n consecin, cnd se stabilete o conexiune, se alege i
memoreaz o cale ntre maina surs i maina destinaie,
ca parte component a parametrilor conexiunii. Aceast cale
va fi folosit pentru tot traficul de pe conexiune, exact nacelai mod n care funcioneaz sistemul telefonic. Cnd
conexiunea este eliberat, circuitul virtual se elibereaz.
NIVELUL DE RETEA
7/28/2019 82123002 Retele de Calculatoare
139/363
NIVELUL DE RETEA
Retea bazata pe datagramentr-o reea datagram, nici o cale nu este stabilit n avans,chiar dac serviciul este orientat pe conexiune. Fiecare
pachet trimis este dirijat independent de predecesorii si.
Pachete consecutive pot urma ci diferite.
Cu toate c subreelele bazate pe datagrame au ceva mai
mult de lucru, ele sunt, de obicei, mai robuste i se
adapteaz la defecte i congestii mai uor dect subreelelebazate pe circuite virtuale.
NIVELUL DE RETEA
7/28/2019 82123002 Retele de Calculatoare
140/363
NIVELUL DE RETEA
Retea bazata pe datagrameFiecare datagram trebuie s conin adresa complet a
destinaiei. Pentru o reea marc, aceste adrese pot s fie
destul de lungi (4 octei sau chiar mai mult).
Cnd este recepionat un pachet, ruterul stabilete linia de
ieire care trebuie folosit i trimite pachetul pe acest drum.
De asemenea, stabilirea i eliberarea conexiunilor de nivel
reea sau transport nu necesit nici un efort deosebit dinpartea ruterului.
NIVELUL DE RETEA
7/28/2019 82123002 Retele de Calculatoare
141/363
NIVELUL DE RETEA
Circuite virtuale sau datagrame
NIVELUL DE RETEA
7/28/2019 82123002 Retele de Calculatoare
142/363
NIVELUL DE RETEA
Alegerea unui mod de lucru
Alegerea ntre un serviciu orientat pe conexiune
i unul neorientat pe conexiune se reduce laalegerea locului n care s fie plasatcomplexitatea. n cazul serviciului orientat peconexiune e vorba de nivelul reea,n cazulserviciului neorientat pe conexiune este vorbade nivelul transport (calculator gazd).
NIVELUL DE RETEA
7/28/2019 82123002 Retele de Calculatoare
143/363
NIVELUL DE RETEA
Dirijare
1. Dirijare cu vectori distanta
2. Dirijare folosind starea legaturilor3. Dirijare ierarhica4. Dirijare pentru hosturi mobile5. Dirijare prin difuzare6. Dirijare multicast (prin trimitere multipla)
NIVELUL DE RETEA
7/28/2019 82123002 Retele de Calculatoare
144/363
NIVELUL DE RETEA
Controlul congestiei
1. Principii ale controlului congestiei
2. Politici pentru prevenirea congestiei
NIVELUL DE RETEA
7/28/2019 82123002 Retele de Calculatoare
145/363
NIVELUL DE RETEA
Controlul congestieiPrincipii ale controlului congestiei
Ajustarea traficului Algoritmul picaturii Algoritmul galetii cu jeton Specificarea fluxului
NIVELUL DE RETEA
7/28/2019 82123002 Retele de Calculatoare
146/363
NIVELUL DE RETEA
Controlul congestieiIn retele cu circuite virtuale Pachete soc
Cozi echitabile ponderate Pachete soc pas cu pas Imprastierea incarcarii aruncarea pachetelor Controlul fluctuatiilor audio/video
NIVELUL DE RETEA
7/28/2019 82123002 Retele de Calculatoare
147/363
NIVELUL DE RETEA
Controlul congestieiPolitici pentru prevenirea congestiei
Nivel Politic
Transport Politica de retransmisie
Politica de memorare temporar a pachetelor n afar de secven (out-of-order caching)
Politica de confirmare
Politica de control al fluxului
Determinarea timeout-ului
Reea Circuite virtuale contra datagrame n interiorul subreelei
Plasarea n cozi de ateptare a pachetelor i politici de servire
Politica de distrugere a pachetelorAlgoritmi de dirijare
Gestiunea timpului de viat alpachetelor
Legtur de
date
Politica de retransmitere
Politica de memorare temporar a pachetelor n afar de secven (out-of-
order caching)
Politica de confirmare
Politica de control al fluxului
NIVELUL DE RETEA
7/28/2019 82123002 Retele de Calculatoare
148/363
NIVELUL DE RETEA
Interconectarearetelelor
NIVELUL DE RETEA
7/28/2019 82123002 Retele de Calculatoare
149/363
NIVELUL DE RETEA
Interconectarea retelelor
NIVELUL DE RETEA
7/28/2019 82123002 Retele de Calculatoare
150/363
NIVELUL DE RETEA
FragmentareaFiecare reea impune cteva dimensiuni maxime asupra pachetelor
sale. Aceste limite au diferite cauze, printre ele fiind:
1. Hardware (de exemplu, lungimea intervalului de transmisie
TDM).2. Sistemul de operare (de exemplu, toate zonele tampon au 512
octei).
3. Protocoale (de exemplu, numrul de bii din cmpul lungimeapachetului).
4. Concordana cu unele standarde.5. Dorina de a reduce la un anumit nivel retransmisiile provocatede erori.
6. Dorina de a preveni ocuparea ndelungat a canalului de ctre un
singur pachet.
NIVELUL DE RETEA
7/28/2019 82123002 Retele de Calculatoare
151/363
NIVELUL DE RETEA
FragmentareaRezultatul acestor factori este c proiectanii dc reele nu au libertatea
de a alege dimensiunea maxim a pachetelor oricum ar dori. Informaiautila maxim variaz de la 8 octei (celulele ATM) la 65515 octei
(pachetele IP), cu toate c dimensiunea pachetelor la nivelurile mai nalte
este deseori mai mare.
O problem evident apare cnd un pachet mare vrea s traverseze o
reea in care dimensiunea maxima a pachetului este prea mic. O soluieeste s ne asigurm ca problema nu apare. Cu alte cuvinte, reeaua
trebuie s utilizeze un algoritm de dirijare care evit transmitereapachetelor prin reele n care pachetele nu pot fi manevrate.
Ce se ntmpl dac pachetul surs original este prea mare pentru a fi
manevrat de reeaua destinaie? Algoritmul de dirijare nu poate evitareteaua destinatie.
NIVELUL DE RETEA
7/28/2019 82123002 Retele de Calculatoare
152/363
NIVELUL DE RETEA
Protocolul IP
NIVELUL DE RETEA
7/28/2019 82123002 Retele de Calculatoare
153/363
NIVELUL DE RETEA
Adrese IPAdrese IPv4
NIVELUL DE RETEA
7/28/2019 82123002 Retele de Calculatoare
154/363
NIVELUL DE RETEA
Adrese IP
Adrese IPv6
NIVELUL DE RETEA
7/28/2019 82123002 Retele de Calculatoare
155/363
U
Adrese IPv6
NIVELUL DE RETEA
7/28/2019 82123002 Retele de Calculatoare
156/363
Protocolul ICMP
NIVELUL DE RETEA
7/28/2019 82123002 Retele de Calculatoare
157/363
Protocolul de rutare Rip, v1 si v2
NIVELUL DE RETEA
7/28/2019 82123002 Retele de Calculatoare
158/363
Protocolul de rutare OSPF
BIBLIOGRAFIE
7/28/2019 82123002 Retele de Calculatoare
159/363
Tanenbaum A. S., Reele de calculatoare,Editura Agora, Trgu Mure, 1997
Tanenbaum A.S. (1992). Modern OperatingSystems. Englewood Cliffs NJ: Prentice-Hall.
DACA EXISTA INTREBARI?
7/28/2019 82123002 Retele de Calculatoare
160/363
Multumim
RETELE DE CALCULATOARE
NIVELUL DE RETEA
7/28/2019 82123002 Retele de Calculatoare
161/363
NIVELUL DE RETEA
1. Nivelul de retea
2. Dirijare
3. Exemple
NIVELUL REEA
7/28/2019 82123002 Retele de Calculatoare
162/363
3. Nivelul reea imparte datele in pachete,
asigur dirijarea unitilor de date ntrenodurile surs i destinaie, trecnd eventual
prin noduri intermediare (routing ). Estefoarte important ca ruta de date s fie astfelaleas nct s se evite aglomerareaanumitor zone ale reelei (congestionare).
Interoperabilitatea reelelor cu arhitecturidiferite este o funcie a nivelului reea.
NIVELUL REEA
7/28/2019 82123002 Retele de Calculatoare
163/363
Funcia principal a nivelului reea este dirijarea (dirijarea)pachetelor de la maina surs ctre maina destinaie. nmajoritatea subreelelor pachetele vor face salturi multiplepentru a-i face cltoria. Singura excepie remarcabil oreprezint reelele cu difuzare, dar chiar i aici dirijarea esteimportant, atunci cnd sursa i destinaia nu sunt n aceeaireea.
Algoritmii care aleg calea i structurile de date folosite de acetiareprezint un domeniu important al proiectrii nivelului reea.
Algoritmul de dirijare (routing algorithm) este acea parte asoftware-ului nivelului reea care rspunde de alegerea liniei deieire pe care un pachet recepionat trebuie trimis mai departe.
NIVELUL REEA
7/28/2019 82123002 Retele de Calculatoare
164/363
Dac subreeaua folosete intern datagrame, aceast decizietrebuie lua