Consideratii teoretice asupra networkingului si internetworkingului.
cuprins
 
 

despre OSI

TCP/IP
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

 

                     La conceperea schematica a acestui capitol mi s-a parut destul de dificila alegerea subiectelor pe care sa le abordez din simplu fapt ca este greu ca in cateva zeci de pagini sa explici niste considerente nu tocmai simple .Asa ca am decis sa descriu schematic doar cateva aspecte in felul acesta adresandu-ma celor care cunosc intr-o oarecare masura subiectul , trecerea peste acest randuri fiind vazuta ca pe o reanprospatare a cunostintelor .Asadar am ales sa cateva subiecte care mi se par in buna concordanta cu partea practica a lucrarii.

modelul OSI    despre TCP/IP   dspre routing   despre switching    despre LAN   despre WAN

Am sa incerc in continuare sa schematizez ceea ce am considerat eu esential in aceste notiuni fara a avea pretentie de patrundere prea mult in profunzimea lucrurilor.

modelul OSI

In literatura este adesea intalnita denumirea " OSI Reference Model "( modelul de referinta OSI).OSI a fost emis in 1984 este un model in sapte straturi dezvoltat de ISO ( Iternational Standardization Organization ) pentru descierea modului in care se pot combina diverse dispozitive pentru a comunica intre ele.Acest model este conceput ca avand sapte straturi ( sau invelisuri ) iar fiecaruia i se asociaza o anumita functie( mai exact un anumit set de functii) .Aceste sapte straturi formeaza o  ierarhie plecand de la stratul cel mai de sus 7 application 1 (aplicatie ) si pana la ultimul din partea de jos a stivei startul 1 physical.

         OSI a fost elaborat pentru a furniza producatorilor de echipamente de comunicatie un set de standarde , respectarea carora asigurand compatibilitatea si interoperabilitatea intre diverse tehnologii furnizate de firme diferite.Insusi termenul de Open din denumire semnifica faptul ca utilizarea standardelor este publica si gratuita spre deosebire de sistemele « proprietary » a caror folosire trebuie licentiata de firma care le-a produs si distribuit.

              Inainte de a trece mai departe cu descrierea modelului OSI este necesar sa lamurim cateva aspecte legat de ceea ce numim in general in networking protocol-ul ( aici treaba este mai usoara cu traducerea pentru ca din fericire cele doua limbi recunosc acelasi termen ).Ca si intre oameni, pentru a putea sa comunice intre ele , calculatoarele trebuie sa vorbeasca aceeasi limba sau altfel spus sa folosesca acelasi protocol.Asadar un protocol este un set de reguli pe care fiecare calculator trebuie sa-l respecte pentru a comunica cu un altul.O definitie ceva mai tehnica ar suna cam asa : un protocol de comunicare reprezinta un set de reguli care determina formatul si modalitatea in care datele sau informatia pot fi trimise sau primite.

               Pe langa modul de impartire pe verticala in modelul OSI se mai poate intelege unul pe orizontala adica fiecare start este subdivizat pe orizontala , in aceste locuri aflandu-se protocoalele .Ca si principiu un protocol M dintr-un strat 4 al calculatorului source va comunica in calculatorul destination cu protocolul M din stratul 4 al masini respective .Spre exemplu TCP de strat 4 comunica cu TCP de strat 4 din calculatorul cu care a stabilit o conexiune.Imaginea de mai jos cred eu ca evidentiaza cel mai bine modul de comunicare intre protocoale.

Care sunt scopurile pentru care a fost propus acest sistem ? Desi astazi sunt si alte sisteme in fuctiune cei mai multi distribuitori de echipamente de comunicatie folosesc OSI pentru a educa utilizatorii in folosirea echipamentelor .se considera ca OSI este cel mai bun mijloc prin care se poate face inteles modul in care informatia este trimisa si primita. In modelul OSI sunt sapte straturi care fiecare au functii diferite in retea , aceasta repartitie purtand numele de stratificare (in engleza layering ).

Se pot enunta astfel schematic cateva dintre avantajele folosirii OSI:

     
  • Descompune fenomenul de comunicare in retea in parti mai mici si implicit mai simple.
  • Standardizeaza componentele unei retele permitand dezvoltarea independenta de un anumit producator.
  • Permite comunicarea intre diferite tipuri de hardware si software.
  • Permite o intelegere mai usoara a fenomenelor de comunicatie.

Care sunt functiile fiecarui strat in modelul OSI ?In principiu sunt cele din imagine.

              Stratul 7 (layer 7- application) este cel mai aproape de utilizator si are rolul de a face legatura dintre aplicatie si serviciile oferite de retea pentru acea aplicatie .El este mai aparte decat celelalte straturi in aceea ca nu furnizeza servicii altor straturi .Spre exemplu : o aplicatie ca editorul de text pe care tocmai scriu acest text foloseste stratul 7 cand ii comand sa salvez pe un disc care este in retea Daca este sa asociem acest strat cu un cuvant cel mai potrivit ar fi : browser.

La acest nivel se afla situate network shell-urile care permit de exemplu uni workstation sa se integreze in retea.Programe si protocoale la acest nivel : NICE facilitati pentru monitorizarea retelei ,FTP facilitati pentru transferul de fisiere , SNMP folosit pentru monitorizarea si controlul retelei , telnet , rlogin .

Stratul 6 (layer 6- presentation) are ca scop traducerea informatiilor in formate pe caremasinile care comunica le pot intelege.Poate fi asociat principial cu sintagma : formatul informatiei.

Converteste cele doua formate EBCDIc si ASCII , formate de imagine , audio , video etc.

Stratul 5 (layer 5 session ) porneste , administreaza si termina sesiunile de comunicare intre calculatoare.Este asociat cu termenul de dialog .

Protocoale pentru acest strat : ADSP , NetBEUI ,NetBIOS.

Stratul 4 (layer 4 transport ) segmenteaza si reasambleaza informatia care circula intre noduri .Granita dintre acest strat si cel de deasupra lui este foarte importanta pentru ca delimiteaza straturile care se ocupa cu procesarea locala a informatiei ( 7 application,6 presentation si 5 session) si pe cele care au ca functie definirea modului in care trebuie sa circule datele intre echipamente ( 4 transport , 3 network , 2 data link si 1 phisycal ) .Functiile principale ale stratului transport ar fi : defineste caracteristicile transportului intre noduri , se asigura ca datele au ajuns la destinatie , stabileste , mentine si termina circuite virtuale ,detecteaza si remediaza erorile care au aparut in procesul de transport , controleaza fluxul de date .Daca trebuie gandit in cateva cuvinte , cele mai bune ar fi : calitatea serviciului si increderea in serviciu.

Protocoale :TCP si UDP , SPX, PEP ,VOTS.

Stratul 3 ( layer 3 network ) poate fi gandit in doua functii : rezolva adresarea intre hosturi si gaseste cea mai buna cale pe care informatia trebuie sa o parcurga pentru a junge la destinatie.Aici se desfasoara procesul de routing .

Protocoale ARP (mapeaza adrese MAC cu IP) ICMP ( folosit pentru anuntarea erorilor) , IGP ,IS-IS,IGRP, EIGRP,RIP (toate routing protocoale folosite pentru schibarea tabelelor de routare intre routere ), IPX, IP.

Stratul 2 ( layer 2 data link ) face trecerea informatiei din calculator in mediul prin care este trimisa informatia ( cablu , fibra optica sau unde radio ). Acest strat mai controleaza fluxul de date in mediul de transport ofera adresarea fizica ( adresele MAC) , aici se regasesc tehnologiile care asigura diferite topoligii logice ale retelelor ( Ethernet,IEEE 802.3, IEEE 802.5,FDDI ,Token Ring etc).Ne putem aminti usor de acest strat asociindul cu frame-uri si MAC.

Protocoale :HDLC,LAPB,LAPD,PPP,SLIP.Multe dintre acestea definesc modalitatea de incapsulare in liniile

seriale.

Stratul 1 ( layer 1 phisycal ) defineste la nivel electric , mecanic , procedural si functional legatura fizica intre calculatoarele care comunica.Spre exemplu are in grija : nivelele de voltaj din cablu , tipurile de cablu sau fibra optica , distanta maxima dintre doua capete ale conductorului etc. Il putem asocia cu termenii semnal si cablu.

Tipuri de specificatii pentru acest strat : EIA-232D (specifica interfetele si semnalul intre DTE si DCE ) , Ethernet ,IEEE 802.3 ( asemanator cu Ethernetul dar standardizat public) IEEE 802.5 ( forma standardizata de IEEE 1 pentru Token Ring )

Cum circula informatia ? Odata ce a fost creata ( spre exemplu dupa ce am scris un email ) informatia trebuie sa treaca prin toate cele 7 starturi unde va fi procesata pentru trimitere .Aceasta procesare presupune desfacerea si asamblarea ei in niste pachete de date procesul purtand numele de incapsulare2 .Acest proces consta pe langa crearea pachetelor si intr-un fenomen prin care se adauga la fiecare pachet headere si trailere care definesc un anumit protocol care va procesa la destinatie acel pachet. Pentru o mai simpla intelegere a fenomenului se poate lua exemplul cu emailul.Asadar pasii vor fi urmatorii :

1.Construirea datelor .Utilizatorul scrie emailul al carui text si eventual imagine vor fi procesate in straturile superioare pentru a avea un format care sa poata fi trimis in retea .

2.Segmentare datelor .Se face la stratul 4 in felul acesta se garanteaza ca datele vor ajunge in siguranta de la o masina la alta.

3.Adaugarea adreselor de retea .Se face la nivelul stratului 3 si se face prin adaugarea unui header la segmentul stratului 3 rezultand ceea ce numim pachet.Acest header vine cu informatii deosebit de pretioase : adresa logica 3 catre care va fi expediat pachetul , adresa logica sursei .Tot la cest nivel se decide care va fi urmatoarea masina careia i se va livra pachetul ( next hop ).

4.Adugarea headerului de strat 2.Aici se adauga un header care contine informatii cu privire la uramatoarea masina care va primi acea informatie .Rezultatul acestei asamblari fiind ceea ce numim un frame.Trebuie de osebita aceasta adresare de cea de la layer 3 : spre exemplu dac sunt intr-o retea A si trimit informatie in aceesai retea IP-ul destinatiei va fi al masinii catre care trimit , MAC-ul deasemeni ; pe cand daca trimit intr-o alta retea IP-ul va fi al destinatiei iar MAC-ul va fi al default gateway-ul din reteaua A in care ma flu eu .

5.Convertirea frame-ului intr-o secventa de biti ( 0 si 1).Asa circula informatia in mediul de propagare .Aici se mai afla si un ceas care permite celor doua masini care comunica sa se poata sincroniza.




Acelasi parcurs il are informatia odata ce a atins destinatia dar in sens contrar de la stratul 1 pana la 7.In sensul asta trebuie precizat ca fiecare strat comunica cu echivalentul sau din masina cu care s-a stabilit o conexiune .Acest tip de comunicare se numeste comunicare peer-to peer 1 si implica folosirea unor PDU-uri ( prodocol data units).Pentru layer 4 PDU-ul este segmentul , pentru layer 3 packet-ul iar pentru layer 2 frame-ul.

despre TCP/IP

Desi modelul OSI este universal recunoscut , din punct de vedere istoric si tehnic vorbind in ceea ce priveste internetul standardul aplicat este TCP/IP adica Tarnsmission Control Protocol / Internet Protocol. Modelul de referinta TCP/IP si stiva sa de protocoale fac comunicarea posibila intre doua calculatoare care se afla in orice colt al lumii la viteze care cresc pe zi ce trece . TCP/IP aluat nastere in laboratoarele armatei americane in speranta de a crea un mod de comunicare posibil in orice conditii de lupta .Datorita fiabilitatii sale a fost mai tarziu preluat de dezvolatatorii de UNIX si adus la un nivel care sa permita comunicarea in Internet astazi fiind cea mai raspandita limba in care « vorbesc computerele » oriunde in lume. TCP/IP este un model in patru straturi : application ,transport ,internet si network access ( sau mai simplu network ).

Intre cele doua modele exista similaritudini. Stratul application include si straturile session si presentation ale modelului OSI .Stratul transport al modelului TCP/IP are in grija calitatea serviciului de comunicare 1 , siguranta liniei de transport , controlul fluxului si detectia si corectia erorilor.

La nivelul stratului transport se afla si protocolul TCP care este un protocol orientat pe conexiune ( spre deosebire de colegul sau de strat UDP care nu este orientat pe conexiune ).Aceasta inseamna ca doua computere pot comunica asigurandu-se ca ca aud exact ceea ce interlocutorul spune si anuntand periodic acel interlocutor ca a inteles exact.Aceasta este tehnica   acknowledgement-urilor .Tot odata TCP permite si comunicarea rapida , adaptata la posibilitatile retelei prin folosirea window-ingului .

Stratul internet este cel care face adresarea logica in stiva TCP/IP .Pe scurt care sunt cele doua lucruri pe care le face : odata gaseste care este cea mai buna cale pe care trebuie sa o urmeze un packet pentru a ajunge la destinatie iar cea de a doua consta in switvhingul acelui pachet , aceasta fiind posibilitatea de a trimite pachetul printr-o alta interfata decat aceea de primire .Acesta este locul unde actioneaza routerul in internet . 

Stratul network access este acela unde rezida ambele tehnologii LAN si WAN .Asadar aici se gasesc toate lucrurile mentionate la nivelele 1 si 2 ale modelului OSI.

Antohe Daniel

All rights reserved.

June 2001.