Retele de Calculatoare (examen)

1.     Dispozitive de reţea. Repetor, Bridge, Hub, FastHub, Switch, Router.

Repetor  - Un repetor celular, sau amplificator de semnal wireless celular, este un tip de amplificator bi-directional (BDA); este un dispozitiv folosit pentru stimularea recepției telefonului mobil pentru zona locală de utilizare a unei antene de recepție, un amplificator de semnal si o antena interna de emisie a semnalului receptionat. Acestea sunt similare cu releele furnizorilor de servicii de comunicatii mobile dar sunt mult mai mici, de obicei, destinate utilizării într-o singură clădire.
Bridge  - Puntea sau bridge-ul este dispozitivul de interconectare ce poate lua decizii logice, este echipamentul de reţea care lucrează pe subnivelul MAC al modelului OSI şi mai este denumit releu de nivel 2(Layer 2 Relay). Punţile sunt folosite şi la interconectarea a grupuri de calculatoare ce diferă prin protocolul folosit. Mecanisme ce fac din punte un dispozitiv de interconectare "inteligent" sunt:
 - încapsularea datelor la nivel legătură de date;
-  folosirea unei scheme de adresare pentru livrarea datelor.
Routerul sau echipamentul de dirijare a pachetelor este un echipament de comunicatie de nivel retea (layer 3 device). Acesta utilizează algoritmi specifici de deducere a căii optime de transfer a datelor într-o reţea de arie largă, având căi redundante.
Orice LAN poate comunica într-un WAN dacă este conectată la aceasta printr-un router, denumit şi poartă de reţea (gateway). Routerul maximizeaza ratele de transfer şi de filtrare a pachetelor.
Un router folosit pentru conectarea unui LAN în WAN, la nivelul căruia se aplică o anumită politică de securitate, se numeşte şi echipament de tip ”zid de protectie”(firewall).
Switch Un switch de reţea este un dispozitiv care realizează conexiunea diferitelor segmente de reţea pe baza adreselor MAC. Adresa MAC(Media Access Control) este un număr întreg pe 6 octeţi (48 biţi) pe reţelele Token-ring sau Ethernet folosit la identificarea unui calculator într-o reţea locală.
Modemul este un dispozitiv de comunicaţie care permite unui calculator să transmită informaţii pe linii telefonice standard. Rolul modemului este de a converti semnalele digitale în semnale analogice şi invers. Modemurile emiţătoare combină (modulează) semnalele digitale ale unui calculator cu purtătoarea (un semnal de frecvenţă constantă) pe o linie telefonică.
Hub (Cutia centrală a reţelei) sau concentrator
Hub-urile permit computerelor dintr-o reţea să comunice. Fiecare computer se conectează la hub printr-un cablu Ethernet, iar informațiile trimise de la un computer la altul trec prin hub. Un hub nu poate să identifice destinația sursă , de aceea trimite informațiile tuturor computerelor conectate la acesta, inclusiv celui care le-a trimis. Hub-ul trimite şi primește informații, dar nu poate efectua ambele activități simultan.


   2)      802.3 Ethernet LAN. Formatul cadrului. 802.3u 100 Mbps; 802.3z 1 Gbps;
802.3ae 10-40 Gbps. 

Denumirea
Standard
Mediu de transmisie
Conectori
Topologie
Viteza de transfer
Fast Ethernet
100 BASE T
- 100 BASE T4
- 100 BASE TX
- 100 BASE FX
IEEE 802.3u


Cablu torsadat neecranat (UTP) / ecranat (STP) CAT 5


4 perechi fire
2 perechi fire HQ
2 fibre optice

100 Mbps

Gigabit Ethernet
1000 BASE T – (1998)
IEEE 802.3z

IEEE 802.3ab
Fibră optică:
sau
Cablu cupru
Fibră optică:
- single mode: 40 km
- multimode: 300 m


1 000 Mbps =
1 Gbps

10 Gigabit Ethernet
 (2002- 2006)
IEEE 802.3ae


10 000 Mbps =
10 Gbps

Ethernet este denumirea unei familii de protocoale de rețele de calculatoare bazată pe transmisia cadrelor (engleză frames) și utilizată la implementarea rețelelor locale de tip LAN.  Ethernet-ul se definește printr-un șir de standarde pentru cablare și semnalizare electrică aparținând primelor două niveluri din Modelul de Referință OSI - nivelul fizic și legătură de date. 
Ethernet-ul este standardizat de IEEE în seria de standarde IEEE 802.3. Aceste standarde permit transmisia datelor prin mai multe medii fizice, cum ar fi:
Ø  cabluri coaxiale, folosite în primele rețele Ethernet
Ø  cabluri torsadate - pentru conectarea sistemelor individuale la rețea, și
Ø  cabluri de fibră optică - pentru structura internă (backbone = magistrală) a rețelei.

 

3.     Modelul OSI.


Modelul de Referință OSI este o stiva de protocoale de comunicație ierarhic foarte des folosit pentru a realiza o rețea de calculatoare. OSI este un standard al Organizației internaționale de standardizare, emis în 1984.
Modelul de Referință OSI oferă metode generale pentru realizarea comunicației, sistemelor de calcul pentru ca acestea să poată schimba informații, indiferent de particularitățile constructive ale sistemelor (fabricant, sistem de operare, țară, etc). Modelul de Referință are aplicații în toate domeniile comunicațiilor de date, nu doar în cazul rețelelor de calculatoare.
Modelul OSI divizează problema complexă a comunicării între două sau mai multe sisteme în 7 straturi numite și niveluri (layers) distincte, într-o arhitectură ierarhică. Fiecare strat (nivel) are funcții bine determinate și comunică doar cu straturile adiacente. Cele 7 niveluri ale Modelului de Referință se numesc: Aplicație (nivelul 7, superior) , Prezentare, Sesiune, Transport, Rețea, Legătură de date, Fizic (nivelul 1, inferior). Termenii corespunzători din engleză sunt Application, Presentation, Session, Transport, Network,Data link, Physical.

7
Aplicație
ex.: HTTPSMTPSNMPFTPTelnetSIPSSHNFSRTSPXMPPWhoisENRP
6
Prezentare
ex.: XDRASN.1SMBAFPNCP
5
Sesiune
ex.: ASAPTLSSSH, ISO 8327 / CCITT X.225, RPCNetBIOSASPWinsockBSD socketsNCP (Network Core Protocol), NFS (Network File System)
4
Transport
ex.: TCPUDPRTPSCTPSPXATPIL
3
Rețea
2
Legătura de date
1
Fizic


Nivelul Aplicație

Rol: realizează interfața cu utilizatorul și interfața cu aplicațiile, specifică interfața de lucru cu utilizatorul și gestionează comunicația între aplicații. Acest strat nu reprezintă o aplicație de sine stătătoare, ci doar interfața între aplicații și componentele sistemelui de calcul.
Unitatea de date: mesajul

Nivelul Prezentare

Rol: transformă datele în formate înțelese de fiecare aplicație și de calculatoarele respective, compresia datelor și criptarea.
Unitatea de date: -

 

Nivelul Sesiune

Rol: furnizează controlul comunicației între aplicații. Stabilește, menține, gestionează și închide conexiuni (sesiuni) între aplicații.
Unitatea de date: -

Nivelul Transport

Rol: transferul fiabil al informației între două sisteme terminale (end points) ale unei comunicații. Furnizează controlul erorilor și controlul fluxului de date între două puncte terminale, asigurând ordinea corectă a pachetelor de date. Oferă un serviciu de transport de date care izolează nivelurile superioare de orice specificitații legate de modul în care este executat transportul datelor.
Unitatea de date: segmentul, datagrama

 

Nivelul Rețea

Rol: determinarea căii optime pentru realizarea transferului de informații într-o rețea constituită din mai multe segmente, prin fragmentarea și reasamblarea informației
Unitatea de date:
 pachetul

Nivelul Legătură de Date

Nivelul legatură de date se ocupă cu adresarea fizica, topologia rețelei, accesul la rețea, detecția și anunțarea erorilor și controlul fluxului fizic (flow control).

Rol: furnizează un transport sigur, fiabil, al datelor de-a lungul unei legături fizice, realizând:

* Controlul erorilor de comunicație,       * Controlul fluxului de date,         * Controlul legăturii

* Sincronizarea la nivel de cadru,      * Unitatea de date: cadrul

Nivelul Fizic

Nivelul fizic definește specificații electrice, mecanice, procedurale și functionale pentru activarea, menținerea și dezactivarea legăturilor fizice între sisteme.
Rol: transmiterea unui șir de biți pe un canal de comunicații. Se precizează modulații, codări, sincronizări la nivel de bit. Un standard de nivel fizic definește 4 tipuri de caracteristici:
·         Mecanice (forma și dimensiunile conectorilor, numărul de pini)
·         Electrice (modulația, debite binare, codări, lungimi maxime ale canalelor de comunicație)
·         Funcționale (funcția fiecărui pin)
·         Procedurale (succesiunea procedurilor pentru activarea unui serviciu)
Unitatea de date: bitul
     
    4.     Modelul OSI si TCP/IP.
Modelul de referinţă OSI a fost creat pentru asigurarea interoperabilităţii chipamentelor de reţea, modelul TCP/IP a fost conceput pentru a oferi o referinţă pentru dezvoltarea de protocoale compatibile.
Modelul de referinţă TCP/IP şi stiva protocolului TCP/IP (TCP/IP protocol stack) au făcut posibilă comunicarea între două computere aflate în oricare parte a lumii, cu viteza luminii.
Modelul TCP/IP (Protocol de control al transmisiei/Protocol Internet, în englezăTransmission Control Protocol/Internet Protocol) a fost creat de US DoD (US Department of Defence - Ministerul Apărării Naționale al Statelor Unite) din necesitatea unei rețele care ar putea supraviețui în orice condiții. DoD dorea ca, atâta timp cât funcționau mașina sursă și mașina destinație, conexiunile să rămână intacte, chiar dacă o parte din mașini sau din liniile de transmisie erau brusc scoase din funcțiune. Era nevoie de o arhitectură flexibilă, deoarece se aveau în vedere aplicații cu cerințe divergente, mergând de la transferul de fișiere până la transmiterea vorbirii în timp real.
Nivelul Aplicație
Nivelul aplicație se referă la protocoalele de nivel înalt folosite de majoritatea aplicațiilor, precum terminalul virtual (TELNET), transfer de fișiere (FTP) și poștă electronică (SMTP). Alte protocoale de nivel aplicație sunt DNS (sistem de nume de domeniu), NNTP sau HTTP.
Nivelul Transport
Este identic cu cel din modelul OSI, ocupându-se cu probleme legate de siguranță, control al fluxului și corecție de erori. El este proiectat astfel încât să permită conversații între entitățile pereche din gazdele sursă, respectiv, destinație. În acest sens au fost definite două protocoale capăt-la-capăt.
Nivelul Rețea (Internet)
Scopul inițial al nivelului rețea ("Internet Protocol") era să asigure rutarea pachetelor în interiorul unei singure rețele. Odată cu apariția interconexiunii între rețele, acestui nivel i-au fost adăugate funcționalități de comunicare între o rețea sursă și o rețea destinație.
Nivelul Acces la rețea
Se ocupă cu toate problemele legate de transmiterea efectivă a unui pachet IP pe o legătură fizică, incluzând și aspectele legate de tehnologii și de medii de transmisie, adică nivelurile OSI Legătură de date și Fizic.






5.     FDDI. Cadrul FDDI. 


Arhitectura  FDDI (Fiber Distributed Data Interface), bazată pe  topologia logică Token  Ring, foloseşte fibra optică  şi funcţionează pe o topologie fizică de tip inel dublu. Inelul dublu este alcătuit dintr-un inel principal, folosit pentru transmiterea datelor, şi un inel secundar, folosit în general pentru back-up (linie de siguranţă). Prin aceste inele, traficul se desfăşoară în sensuri opuse. În mod normal, traficul foloseşte doar inelul primar. În cazul în care acesta se defectează, datele o să circule în mod automat pe inelul secundar în directie opusă. Un inel dublu suportă maxim 500 de calculatoare pe inel. Lungimea totală a fiecărui inel este de 100 km şi se impune amplasarea unui repetor care să regenereze semnalele la fiecare 2 km. Inelul principal oferă rate de transfer de până la 100 Mbps, iar dacă cel de-al doilea inel nu este folosit pentru backup, capacitatea de transmisie poate fi extinsă până la 200 Mbps.
DDI (Fiber Distributed Data Interface) functioneaza la viteze de 100 Mbps ajungand ladistante de pana la 200 km. Acestea se instaleaza in format LAN token ring, folosind in principalfibre optice multimod, si LED-uri. Se pot folosi si echipamente mai performante precum fibramonomod si laseri dar pentru limitarea costului.
În FDDI se întâlnesc două categorii de staţii, fiecare având două porturi prin care se conectează la cele două inele:
·        staţii de clasă A, ataşate ambelor inele
·        staţii de clasă B ataşate unui singur inel

 6.  Frame Relay. Frame Relay-Circuite Virtuale.
Comutarea cu relee de cadre este o tehnică eficientă de transmisie a datelor folosită pentru a trimite informație digitală în mod rapid și ieftin de la una sau mai multe surse la unul sau mai multe puncte finale (destinații). Este implementată în mod obișnuit drept o tehnică de încapsulare pentru voce și date și este folosită între rețele locale (LAN), peste o rețea de arie largă (WAN). Fiecare utilizator primește o linie privată (sau linie închiriată) către un releu de cadre. Rețeauareleu de cadre se ocupă de transmisia datelor pe o cale care se schimbă în mod frecvent și care este transparentă (=invizibilă) pentru utilizatorii finali.

Circuite virtuale

Ca un protocol WAN, protocolul releu de cadre este implementat de obicei la nivelul 2 (nivelul legăturii de date) al modelului OSI. Există două tipuri de circuite: circuite permanente virtuale (PVC) care se folosesc pentru a forma legături punct-la-punct logice mapate peste o rețea fizică, și circuite virtuale comutate (SVC) care sunt asemănătoare cu conceptele de comutație a circuitelor din rețeaua publică de telefonie. Cu toate că există SVC-uri și sunt parte integrantă a specificațiilor Frame Relay, ele sunt foarte rar implementate în scenarii din viața reală. SVC-urile sunt foarte des considerate drept mai greu de configurat și folosit și sunt în general ocolite fără o justificare adecvată.