I.
1.1
Modelul de referinţă OSI
Evoluţi luţiaa mod modeelul lului OS OSI
În anii 80 când ideea de reţea a câştigat din ce în ce mai mulţi adepţi, inginerii au înţeles c !r o standardi"are a te#nologiei reţelelor de"voltarea acestui concept este condamnat la eşec. Specialiştii de la Organi"aţia Internaţional pentru Standardi"are $ISO% au cercetat o mulţime de modele pentru di!erite reţele pentru a o alege pe cea care o!erea cea mai &un interconectare. 'st!el, în 1(8) au creat un model de reţea care s poat a*ut companiile s de"volte reţele capa&ile de a lucra împreun. +odelul a !ost numit modelul de re!erinţ OSI $Open Sstems Interconnection -asic e!erence +odel% şi a devenit disponi&il imediat. i mediat. ISO a decis crearea unui model care utili"ea" nivele $laer en.%, !iecare nivel ocupându/ se cu alt acţiune, acţiune, toate toate !iind îns în legtur legtur unul cu altul pentru c este imposi&il imposi&il reali"area reali"area comunicrii !r parcurgerea tuturor paşilor necesari. În repre"entarea de mai sus eist numai patru paşi, dar ISO a ales o sc#em mult mai detaliat. ivelele OSI $nu ISO / Internaţional Standards Organi"ation % au o mulţime de avanta*e2 unul dintre acestea !iind !aptul c pot !i învţate uşor. u eist pe lume inginer de reţea pro!esionist care s nu ştie ceva despre nivelele OSI. Este imposi&il s de"volţi o reţea !r s le cunoşti.'ceste nivele constituie constituie &a"a unei reţele. +odelul de re!erinţ OSI va permite s vedeţi care sunt !uncţiile reţelei la !iecare nivel. +odelul de re!erinţ OSI este cadrul care permite înţelegerea !elului în care datele sunt transmise printr/o reţea. În modelul OSI eist şapte nivele di!erite, !iecare având o !uncţie speci!ic. 3o 3om vedea în cele ce urmea" c 4567I6 simpli!ic modelul de re!erinţ OSI, dar pentru început tre&uie s a!lm câte ceva despre OSI.
1. 1.
9til 9tilit itat atea ea +ode +odelu lulu luii de de re! re!er erin inţ ţ OSI OSI
+odelul de re!erinţ OSI este primul model introdus în reţelele de comunicaţie. :eşi eist şi alte modele de reţele , cei mai mulţi productori de reţele îşi relaţionea" produsele cu +odelul de re!erinţ OSI , mai ales atunci când doresc s !ac cunoscut utili"atorilor modul de !olosire. Îl consider cel mai &un în instruirea oamenilor pentru a putea trimite şi primi in!ormaţie în cadrul unei reţele. +odelul de re!erinţ OSI permite utili"atorilor s sesi"e"e !uncţiile reţelei pentru !iecare nivel în parte. 'ceast e o metod de a arat cum circul in!ormaţia de/a lungul unei reţele. Eplic cum in!ormaţiile sau datele circul de la programele de aplicaţii, prin mediul de transmisie pân la alte programe de aplicaţii a!late pe un alt calculator ce se gseşte în reţea .
În sistemul de re!erinţ OSI eist ; niveluri , !iecare având o !uncţie important în cadrul sistemului. 'van 'vanta*ele ta*ele partiţionrii reţelei în cele şapte niveluri sunt urmtoarele < =
Împa Împarte rte !unc !uncţi ţiil ilee rel relaţ aţio iona nate te ale ale reţ reţel elei ei în elem elemen ente te ma maii puţ puţin in comp comple lee e
=
Sta& Sta&ile ileşt ştee inte inter!e r!eţe ţe sta stand ndar ardd pent pentru ru com compa pati ti&i &ili lita tate teaa disp dispo" o"it itiv ivel elor or plu plug/ g/an and/ d/pla pla
=
6rop 6ropun unee int inter erop oper era& a&il ilit itat atea ea di!e di!eri rite telo lorr mod modul ulee de de !un !uncţ cţii ii în cadr cadrul ul unei unei reţe reţele le
=
6revine modi!ic icril rile ce ar putea avea loc într/o anumit "on "ona c urma rmare a
modi!icrilor reali"ate în alt2 în !elul acesta !iecare "ona poate lucra mult mai r epede. =
Împa Împart rtee oper operaţ aţii iile le din din cad cadru rull unei unei reţ reţel elee în su& su&se setu turi ri de de !unc !uncţi ţiii ce sun suntt mult mult mai mai
uşor de asimilat
1.>
ivelele OSI
?ig. 1 ivelele modelului OSI
1.>.1 ivelul ?i"ic ivelul ?i"ic se ocup cu transmiterea !i"ic a &iţilor în reţea .Standardul se ocup cu nivelul electric al semnalului în ca&lul de legtur cu caracteristicile electrice şi magnetice ale ca&lului de legtur şi ale elementelor de conectare şi instalare a reţelei.
1.>. ivelul @egturi de date ivelul @egturi de :ate are rolul de a împrţi !luul de date în &locuri şi veri!ic dac &locurile au a*uns corect la destinatar,iar destinatarul veri!ic tot la acest nivel dac datele au a*uns corect ast!el încît nivele superioare s nu se ocupe de integritatea datelor ,doar de interpretarea lor indi!erent de pro&lemele de transmisie care apar datorit mediului de transmisie .ivelul !i"ic nu se ocup de date ci de &iţi.:in aceast cau"a acest nivel tre&uie s sesi"e"e c un pac#et a a*uns cu erori şi s cear retransmiterea s nivelului de prelucrare de date partener .'ceast va duce şi la o dispariţie a sesi"rii di!erenţelor de vite" între calculatoare partenere la nivele suoerioare.
1.>.> ivelul eţea ivelul de eţea se ocup cu acelaşi lucru c şi nivelul anterior doar c pentru comunicarea între reţele.'dic se ocup de transmisia pac#etelor între di!erite reţele punînd la începutul !iecrui pac#et in!ormaţii de control şi &ineînţeles de adresare.4ot acest nivel se ocup şi cu routarea pac#etelor între reţele di!erite şi de vite"e oarecare.
1.>.) ivelul 4ransport ivelul de 4ransport primeşte datele de la nivelul de Sesiune, le împarte în pac#ete de dimensiuni acceptate de nivele in!erioare şi gestionea" transmiterea şi re!acerea lor la destinatar.:i!erenţa între nivele urmtoare şi cele anterioare$in!erioare% este c cele in!erioare asigurau un dialog doar între nivele ec#ivalente de pe calculatoare vecine ,nivelele superioare vor reali"a legturi directe între nivele ec#ivalente c#iar dac legtur se reali"ea" între calculatoare de pe reţele di!erite .'cest nivel va !i cel care va determina tipurile de servicii o!erite nivelului de sesiune şi implicit utili"atorului.Eist dou tipuri de servicii o!erite unul punct/la/punct $orientat coneiune% , în care mesa*ele a*ung la utili"ator în ordinea transmiterii lor şi un serviciu orientat pac#et% în care nu se garantea" ordinea sosirii mesa*elor.4otodat
acest nivel va reali"a şi gestiona, pentru o legtur cu tra!ic mare de date, o multipleare a mai multor legturi !i"ice pentru a mari vite" de trans!er.
1.>.A ivelul Sesiune ivelul de Sesiune va gestiona legturile în timp real ale utili"atorilor în care se pot reali"a con!erinţe ,trans!eruri de !işiere etc.
1.>.B ivelul 6re"entare ivelul de 6re"entare se va ocup cu acceptarea corectitudinii mesa*elor din punct de vedere semantic şi sintactic.Este util acest serviciu atunci cînd se !ace legtur între calculatoare ce !olosesc di!erite coduri de repre"entare a datelor $de e. 'S5II şi E-5:I5%.
1.>.; ivelul de 'plicaţie ivelul de 'plicaţie o!er servicii de nivel înalt ,de eemplu gestionarea a!işrii într/o reţea cu terminale de di!erite tipuri reali"înd o reţea de terminale virtuale.9n alt serviciu este conversia datelor la trans!erul de !işiere între calculatoare cu o repre"entare di!erit a datelor şi caracterelor de control,sau e/mail etc. Standardul prevede c la transmisia datelor toate nivele ,în a!ar de cel !i"ic ,îşi vor pune un #eader cu octeti de control şi nivelul de prelucrare va pune şi la s!îrşit octeti de control pentru veri!icarea integritţii pac#ettelor etc. Serviciile o!erite de orice nivel nivelului imediat superior se pot împrţi în dou tipuri cu comutare de pac#ete şi cu comutare de circuite.5omutarea de circuite are c model serviciul tele!onic în care odat sta&ilit o coneiune aceast va lua s!îrşit în momentul în care legtur va lua s!îrşit.'cest serviciu va garanta întotdeauna ordinea pac#etelor de date.5omutarea de pac#ete are c model serviciul poştal în care !iecare &loc de date are un #eader cu adresa complet a destinatarului şi o traiectorie independenţa de a celorlalte pac#ete cu aceeaşi destinaţie ,ast!el pac#etele vor a*unge într/o ordine dat de traiectorie şi nu de emisie.'legerea între aceste dou tipuri de servicii se !ace în !uncţie de cerinţele sistemului care le !oloseşte. Serviciul orientat coneiune va avea o întîr"iere !aţ de cellalt în care va desc#ide canalul de comunicaţie ,dar garantea" ordinea de sosire a datelor.
II.
.1
Modelul TCP/IP
'pariţia şi Important modelului 4567I6
:eşi modelul OSI este universal recunoscut , iniţiatorul din punct de vedere istoric şi tec#nic al standardelor pentru Internet este modelul de re!erinţ şi stiv de protocoale 4567I6 . 4567I6 reali"ea" comunicarea între oricare dou calculatoare a!late oriunde în lume , cu o vite" apropiat de vite" luminii şi are o mare important istoric / de"voltarea urmtoarelor domenii . 'cest prototip s/a numit '6'E4. '6'E4 a !uncţionat &ine, îns periodic se &loca. În plus, etinderea pe termen lung a reţelei s/a dovedit costisitoare. 'st!el, s/a iniţiat cutarea unui set mai !lei&il de protocoale2 cutrile s/au terminat la mi*locul anilor C;0, o dat cu de"voltarea 4567I6. 4567I6 a avut avanta*e su&stanţiale !aţ de celelalte protocoale. :e eemplu, 4567I6 era mic $nu necesit resurse de reţea importante%. +ai mult, 4567I6 putea !i implementat cu costuri mult mai mici decît celelalte opţiuni eistente. :atorit acestor !actori, 4567I6 a devenit !oarte popular. În 1(8>, 4567I6 a !ost integrat în versiunea ). de 9ID -S: $-erele So!tFare :istri&ution%. ' urmat rapid integrarea s în versiuni de 9ID comerciale, iar 4567I6 a devenit standard Internet2 aşa a şi rmas. 6e msur ce tot mai mulţi utili"atori Gse îng#esuieG pe Internet, 4567I6 a început s !ie reeaminat. +ai mulţi utili"atori înseamn o încercare mai mare a reţelei. 6entru a uşura încrcarea reţelei şi pentru a o!eri vite"e de transport mai mari, unii cercettori au sugerat implementarea 4567I6 via transmisii prin satelit. :in ne!ericire, ast!el de cercetri au produs pîn acum re"ultate nesatis!ctoare. Se pare c 4567I6 nu este potrivit acestui tip de transmisie. În pre"ent, 4567I6 este !olosit în multe scopuri, nu doar pentru Internet. :e eemplu, intranet/urile sunt construite de cele mai multe ori !olosind protocoalele 4567I6. În ast!el de medii de lucru, 4567I6 poate o!eri avanta*e semni!icative !aţ de alte protocoale. 9n ast!el de
avanta* este c 4567I6 !uncţionea" pe o mare varietate de maşini şi sisteme de operare. 'st!el, !olosid 4567I6, se poate construi rapid şi uşor o reţea eterogen. O ast!el de reţea poate conţine calculatoarele +acintos#, compati&ile I-+, staţii S6H5, maşini +I6S şi aşa mai departe. ?iecare dintre aceste maşini poate comunica cu celelalte !olosind o suit de protocoale comun. :in acest motiv, din momentul în care a aprut, în anii C;0, şi pîn acum, 4567I6 a rmas etrem de popular.
.
ivelele modelului 4567I6
?ig. ivelele 4567I6
În momentul de !aţ OSI nu mai repre"int decât o unealt didactic ea !iind înlocuit în mare parte de stiv 4567I6 care repre"int o vi"iune comprimat şi mai e!icient asupra comunicrii ierar#ice .5u toate acestea principiile de &a"a rmân aceleaşi. 6recum se o&serv în !igura de mai *os, nivelurile ?i"ic şi :at @in ale OSI au !ost concatenate într/un singur laer 4567I6 numit etFor 'ccess. ivelul etFor din OSI şi/a pstrat component îns a !ost redenumit Internet. ivelul transport în 4567I6 rmâne în mare acelaşi c în stiv OSI îns ia o parte din atri&uţiile nivelului sesiune $iniţierea şi terminarea dialogului%. 'l patrulea şi ultimul nivel al 4567I6 a reuşit s reuneasc ultimele > nivele OSI< Sesiune, 6re"entare şi 'plicaţie.
..1 ivelul 'plicaţii ivelul 'plicaţie se ocup cu protocoalele de nivel înalt, codi!icarea, şi controlul dialogului, împac#etarea datelor şi trimiterea lor la urmtoarele niveluri. ivelul 'plicaţie conţine urmtoarele protocoale de nivel înalt< =
4rans!er de !işiere< 4?46, ?46 şi ?S
=
E/mail< S+46
=
emote< telnet, rlogin
=
+anagementul de reţele< S+6
=
+anagementul de nume< :S
=
446
.. ivelul 4ransport ivelul 4ransport asigura coneiunea logic dintre calculatorul surs şi calculatorul destinaţie, !luul de date şi corecţia erorilor. ivelul transport include protocoale 456 şi 9:6.456 $4rasmission 5ontrol 6rotocol% este un protocol orientat pe coneiune care permite c un !lu de octeti trimişi de la un calculator s a*ung !r erori pe orice alt calculator din Internet. :ac pe calculatorul destinaţie un pac#et a*unge cu erori, 456 cere retrimiterea acelui pac#et. 456 !ragmentea" !luul de octeti în mesa*e discrete şi pasea" !iecare mesa* nivelului eţea. 456 tratea" totodat controlul !luului pentru a se asigura c, calculatorul surs nu inund calculatorul destinaţie cu mai multe pac#ete decât poate acesta s prelucre"e.4oate aceste lucruri sunt reali"ate prin utili"area secvenţelor de numr, sliding FindoFs şi acnoFledgments. 9:6 $9ser :atagram 6rotocol% este un protocol nesigur, destinat pentru aplicaţii care tre&uie s interog#e"e rapid, !r retrimiterea pac#etelor eronate.9:6 este !olosit în aplicaţiile de transmisii video sau audio şi aplicaţii client/server.
Eemple de aplicaţii care !olosesc procolul 9:6< =
:S $:O+'I '+E SE3E%
=
4?46 $4I3I'@ ?I@E 4'S?E 6O4O5O@%
=
I643 $43 prin Internet%
..> ivelul Internet ivelul Internet are scopul de a gsi cel mai optim traseu prin care poate trimite pac#etele. 6rotocoalele care lucrea" la nivelul Internet din modelul 4567I6 sunt< =
I6 $Internet 6rotocol%
=
I5+6 $Internet 5ontrol +essage 6rotocol%
=
'6 $'ddress esolution 6rotocol%
=
'6 $everse 'ddress esolution 6rotocol%
I6 / caut cea mai &un cale de a trimite pac#etele. I5+6 / o!er capa&ilitţi de control şi de sc#im&ul de mesa*e. '6 / determina adresa +'5 pentru adresele I6 '6 / determina adresa I6 pentru o adresa +'5 cunoscut.
..) ivelul 'cces eţea ivelul 'cces la eţea se ocup cu toate pro&lemele legate de transmiterea e!ectiv a unui pac#et I6 pe o legtur !i"ic, inclu"ând şi aspectele legate de te#nologii şi de medii de transmisie, adic nivelurile OSI @egtur de date şi ?i"ic. :rivere, modemuri, plci de reţea, şi alte componente se gsesc în nivelul 'cces la reţea. ivelul de acces la reţea de!ineşte procedurile !olosite pentru interogarea cu ec#ipamentele de reţea şi de acces la mediu de transmisie. 6rotocol standard, cum ar !i Serial @ine Internet 6rotocol $S@I6% şi punct/la/punct 6rotocol $666% tre&uie s asigure accesul la reţea prin intermediul unui modem de conectare. +ulte protocoale sunt necesare pentru a determina elementele de #ardFare şi so!tFare, precum şi speci!icaţiile de transitere la acest nivel.
.>
Stiv de protocoale a modelelor OSI şi 4567I6
?igura >. Stiv de protocoale /ivelul aplicaţie 6rotocolul S+46 este !olosit pentru trans!erul mesa*elor de poşt electronic. Este !olosit pentru a trimite, recepţiona şi ruta mesa*ele $scrisorile% în cadrul reţelelor oricît de mari, a*ungînd s !ie protocolul $de !acto% pentru e/mail/ul din Internet. 6rotocolul ?46 permite utili"atorilor trans!erul de !işiere, în am&ele sensuri, între un sistem local şi unul distant. ?işierele pot conţine !ie tete $caractere 'S5II sau E-5:I5%, !ie date pur &inare. 6rotocolul 4elnet permite unui utili"ator s se identi!ice într/un sistem distant prin intermediul sistemului local. 'cest protocol sta&ileşte o relaţie client / server între sistemul local $client% şi aplicaţia 4elnet distanţ $server%, permiţând deci !uncţionarea unui sistem local în regim de terminal virtual conectat la un sistem distant. 6rotocolul SS $Secure Sell% o!er servicii similare cu 4elnet, şi servicii în plus. 5#iar dac în esenţ el este o Gde"voltareG a altui protocol $S / emote S#ell%, practic îns este !olosit mai ales c înlocuitor al lui 4elnet pentru c o!er o autenti!icare mult îm&untţit şi, în plus, criptarea datelor. 6rotocolul S+6 este !olosit pentru administrarea de la distanţ a ec#ipamentelor de interconectare a reţelelor.
6rotocolul :S asigura serviciul director care menţine corespondenţ şi !ace translatarea între numele date de utili"atori sistemelor lor conectate la reţea şi adresele de reţea $I6% ale acestora. 6rotocolul S+6 asigura un serviciu care permite reali"area unor !uncţiuni de administrare a reţelei. 6rotocolul 446 asigura un serviciu de trans!er al in!ormaţiei în reţeaua glo&al $JJJ K Jorld Jide Je&% repre"entat într/un lim&a* speci!ic, 4+@ $per4et +arup @anguage%. 'plicaţia deservit de acest protocol este de tip client K server, iar paginile serverelor de Je& sunt identi!icate dup o sc#em special de adresare numit 9@ $9ni!orm esource @ocator%. 6rotocolul 6IL asigura serviciul care poate !i util"at pentru a testa conectivitatea între dou sisteme. /ivelul internet Internet $Internet 6rotocol / I6% care asigura un serviciu de transmitere a datelor !r coneiune. I6 asigura transmiterea de &locuri de date între calculatoare identi!icate prin adresa de lungime !i. 6rotocolul I5+6 $Internet 5ontrol +essage 6rotocol% este protocolul pentru trans!erul mesa*elor de control într/o reţea. 'cesta !oloseşte serviciile I6 $mesa*ul I5+6 ocup câmpul de date al I6% asigurând un mecanism prin care ruterii şi sistemele din reţea comunica in!ormaţii privind situaţiile de !uncţionare anormal. 'sigura un numr de !uncţii de diagnosticare şi poate transmite pac#ete de anunţare a di!eritelor evenimente cum ar !i modi!icarea rutrii în reţea, ec#ili&rarea vite"ei de transmisie între dou #osturi de capacitţi di!erite, etc. 6rotocolul '6 $'ddress esolution 6rotocol% este !olosit doar pentru reţele Et#ernet şi permite unui sistem s determine adresa !i"ic $+'5% a unui alt sistem din aceeaşi reţea !i"ic cunoscând adresa I6 $de nivel reţea% a acestuia. 6rotocolul '6 $everse 'ddress esolution 6rotocol% permite unui sistem s/şi o&ţin, atunci când n/o cunoaşte, adresa I6 proprie. /ivelul transport Sunt !olosite dou protocoale de transport< 9:6 $9ser :atagram 6rotocol% şi 456 $4ransmission 5ontrol 6rotocol%. 6rotocolul 9:6 asigura un serviciu !r coneiune !olosind I6 pentru transportul mesa*elor. 'cest protocol, mai simplu decât 456, nu garantea" livrarea mesa*ului la recepţie !r erori, !r pierderi, !r duplicate, în ordinea în care au !ost emise. 6rogramele de aplicaţie care utili"ea" 9:6 ar tre&ui s/şi asume responsa&ilitatea deplin pentru soluţionarea acestor aspecte ale transmisiunii.
6rotocolul 456 asigura un serviciu cu coneiune, asigurînd un trans!er !ia&il, !r erori, în secvenţ şi cu eliminarea pac#etelor duplicate. @a ela&orarea unui program de aplicaţie se alege protocolul de transport în !uncţie de necesitţile impuse de aplicaţie. /ivelul acces la reţea S@I6. Este un protocol etrem de simplu, care !urni"ea" un mecanism de transmitere printr/o coneiune serial a pac#etelor generate deI6 $datagrame%. 4ransmite datagramele pe rând, separandu/le printr/un octet numit S@I6 E:, pentru a sugera c marc#ea" s!ârşitul unui pac#et. S@I6 nu asigura mi*loace de corectare a erorilor şi nici de comprimare a datelor, ast!el c a !ost înlocuit de 666. 666. Este un protocol pe trei niveluri care îm&untţeşte !ia&ilitatea comunicaţiilor seriale 4567I6 prin asigurarea mi*loacelor pentru corectarea erorilor şi pentru comprimarea datelor, caracteristici care îi lipsesc protocolului S@I6. 5ele mai multe pac#ete 4567I6 conţin suport pentru 666, la !el c şi ma*oritatea IS6/urilor. :ac ar !i s alegem ar tre&ui s ne îndreptm spre 666 deoarece asigura capacitate de trans!er superioar şi comunicaţii mai sigure.
III.6rotocolul Internet >.1 'dresarea I6 6entru orice comunicare în reţea tre&uie s eiste un mecanism de adresare şi de recunoaştere unic a calculatoarelor conectate. :e o&icei adresa este numeric. @a proiectarea protocolului I6 s impus utili"area unui mecanism de adresare care s identi!ice unic !iecare discpo"itiv ga"d din reţea. 3ersiunea ) a protocolului I6 !oloseşte o adresa &inar pe > de &iţi.'st!el se pot adresa ).().(B;.(B locaţii I6, un numr considerat su!icient de mare la momentul proiectrii protocolului, dar datorit gestionrii ine!iciente a spaţiului de adrese, s/a impus gsire unor mecanisme sau ar#itecturi de reţea care s îm&untţeasc gestionarea spaţiului de adrese.'st!el au aprut su&retelele şi alte mecanisme de adresare $care vor !i tratate ulterior%, iar în viitorul apropiat se va implementa o nou versiune a protocolului I6 vB care va permite, printer altele, adresarea pe 18 de &iţi. 'dresele I6 sunt repre"entate în !ormat "ecimal cu punct, adic cei > de &iţi sunt grupaţi în ) octeti $)8 &iţi% iar !iecare octet este repre"entat în "ecimal, iar grupele sunt delimitate cu punct. Eemplu< 1(.1B8.1>.1A K este o adresa I6 valida 1(.1B8.8>.1A K este o adresa I6 invalida
'dresele au !ost împrţite pe clase pentru a !acilita utili"area reţelelor mari, medii şi mici.:i!erenţele între clase constau în numrul de &iţi alocaţi pentru reţea !aţ de cel alocat pentruadresele dispo"itivelor ga"d. 5lasele sunt< ', -, 5, :, E. 5lasa '< ?oloseşte doar primul octet pentru identi!icare reţelei. Întotdeauna o adresa de clasa ' începe cu primul &it 0. :in acest motiv, matematic, se pot aloc maim 1; de adrese de clasa ',!iecare putând aloc un numr de 1B.;;;.1) adrese ga"d. Intervalul adreselor de calsa ' este< 1.0.0.0 K 1B.0.0.0 $adresa 1;.0.0.0 este re"ervat pentru &ucl intern K local#ost%. 5lasa -< 6rimii doi &iţi sunt 10, iar alocarea adreselor ga"d se !ace numai cu ultimii doi octeti. Se pot aloc 1B.>8 de adrese de calsa -, !iecare cu un numr de BAA>) adrese ga"d. 5lasa 5< 6rimii trei &iţi sunt 110, iar alocare adreaselor ga"d se !ace numai cu ultimul octet. 'vem ast!el< .0(;.1A0 de adrese de clasa 5 care pot aloc cel mult A) adrese ga"d. 5lasa :< ' !ost create pentru a !ace posi&il di!u"area multipunct $multicasting% într/o reţea I6. O adresa multipunct este o adresa unic ce diri*ea" pac#etele spre grupuri prede!inite de adrese I6. 'st!el o staţie poate transmite un singur !lu de date care va !i rutat simultan spre mai mulţi destinatari. 6rimii &iţi sunt 1110. Spaţiul adreselor din clasa : varia" ntre ).0.0.0 la>(.AA.AA.A). 5lasa E< 5alsa E a !ost de!init dar este re"ervat de IE4? pentru cercetri propri. :in cest motiv clasa E nu a !ost dat în !olosinţ pe Internet.
4a&elul 1.5lase I6
>. Structura claselor de adrese I6 ?iecare ga"d şi ruter din Internet are o adres I6, care codi!ic adresa s de reţea şi de ga"d. 5om&inaţia este unic< în principiu nu eist dou maşini cu aceeaşi adresa I6. 4oate adresele I6 sunt de > de &iţi lungime şi sunt !olosite în câmpurile 'dresa surs şi 'dresa destinaţie ale pac#etelor I6. Este important de o&servat c o adresa I6 nu se re!er de !apt la o ga"d. Se re!er de !apt la o inter!aţ de reţea, deci dac o ga"d este în dou reţele, tre&uie s !oloseasc dou adrese I6. 4otuşi în practic, cele mai multe ga"de sunt conectate la o singur reţea şi deci au o
adresa I6. 4imp de mai multe decenii, adresele I6 erau împrţite în cinci categorii ilustrate în !ig. 'cest model de alocare a !ost denumit clase de adrese. u mai este !olosit, dar re!erinţele la acest model sunt în continuare des întâlnite în literatur.
?igura ). 'dresele I6 ?ormatele de clasa ', -, 5 şi : permit pân la 18 reţele cu 1B milioane de ga"de !iecare,1B.>8) reţele cu pân la B)M ga"de, milioane de reţele $de eemplu, @'/uri% cu pân la AB ga"de !iecare $deşi unele dintre acestea sunt speciale%. :e asemenea este suportat şi trimiterea multipl $multicast%, în care !iecare datagram este direcţionat mai multor ga"de. 'dresele care încep cu 1111 sunt re"ervate pentru o !olosire ulterioar.6este A00 000 de reţele sunt conectate acum la Internet şi numrul acestora creşte în !iecare an. 6entru a evita con!lictele numerele de reţea sunt atri&uite de I5' $Internet 5orporation !or 'ssigned '+ES and um&ers K 5orporaţia Internet pentru numere şi nume atri&uite%. @a rândul sau, I5' a împuternicit diverse autoritţi regionale s administre"e prţi din spaţiul de adrese şi acestea, la rândul lor, au împrţit adrese IS6/urilor şi altor companii.'dresele de reţea, care sunt numere de > de &iţi, sunt scrise în mod u"ual în notaţia "ecimal cu punct. În acest !ormat, !iecare din cei ) octeti este scris în "ecimal, de la 0 la AA. :e eemplu, adresa #ea"ecimala 50(0B1) este scris c 1(.)1.B.0. 5ea mai mic adresa I6 este 0.0.0.0 şi cea mai mare este AA.AA.AA.AA. 3alorile 0 şi /1 au semni!icaţii speciale, aşa cum se arat în !ig.> 3aloarea 0 înseamn reţeaua curent sau ga"d curent. 3aloarea 1 este !olosit c o adresa de di!u"are pentru a desemna toate ga"dele din reţeaua indicat.
?igura A. 'drese I6 speciale. 'dresa I6 0.0.0.0 este !olosit de ga"de atunci când sunt pornite. 'dresele I6 cu 0 c numr de reţea se re!er la reţeaua curent. 'ceste adrese permit c maşinile s re!ere propria reţea !r a cunoaşte numrul de reţea $dar ele tre&uie s cunoasc clasa adresei pentru a şti câte "erouri s includ%. 'dresele care constau numai din 1/uri permit di!u"area în reţeaua curent, în mod u"ual un @'. 'dresele cu un numr eact de reţea şi numai 1/uri în câmpul ga"d permit maşinilor s trimit pac#ete de di!u"are în @'/uri la distanţ, a!late oriunde în Internet $deşi mulţi administratori de sistem de"activea" aceast opţiune%. În !inal, toate adresele de !orm 1;..."" sunt re"ervate pentru testri în &ucl local $loop&ac%. 6ac#etele trimise ctre aceast adresa nu sunt trimise prin ca&lu2 ele sunt prelucrate local şi tratate c pac#ete sosite.
'ceast permite trimiterea pac#etelor ctre reţeaua local !r c emiţtorul s/i cunoasc numrul.>.> Imprţirea in su&reţele Organi"aţiile mari care au mai multe reţele de calculatoare cu acces la Internet au intampinat pro&leme la atri&uirea mai multor adrese dintr/o clas. 4ra!icul prin router/ul organi"aţiei era !oarte mare iar comunicaţia avea ast!el de su!erit in orele de var!. 6entru a mri vite"a de trans!er a datelor şi a nu supraincrca un router,organi"aţiile mari şi/au reorgani"at reţeaua ierar#ic !olosind mai multe routere. 'st!el reţeaua a !ost divi"at in su&reţele pentru care accesul la Internet şi la celelalte reţele este asigurat de un dispo"itiv NgateFa $un router sau un calculator gateFa%.6entru a !ace posi&il aceast divi"are se utili"ea" adresarea pe su&reţele. 'şa cum se cunoaşte, o adres I6 are o "on alocat reţelei şi o "on in care se aloc adres pentru calculatoarele ga"d. 5on!orm acestei ar#itecturi avem clasele ',-,5 şi : pentru multicast. 6entru a gestiona mai e!icient spaţiul de adresare alocat unei organi"aţii mari cu mai multe reţele proprii, s/au creat su&reţelele.9tili"and o masc de reţea $et/mas% &inar, se poate sta&ili porţiunea alocat reţelei şi porţiunea alocat ga"dei. 'st!el &itii 1 din net/mas indic "ona alocat reţelei iar &iţii 0 speci!ic "ona alocat ga"dei. 'vem ast!el pentru clasele ',-,5 cunoscute urmtoarele mşti de reţea prede!inite< '< AA.0.0.0 / in !ormat "ecimal cu punct 11111111.00000000.00000000.00000000 / in &inar -< AA.AA.0.0 11111111. 11111111.00000000.00000000 5< AA.AA.AA.0 11111111. 11111111. 11111111.00000000 ?olosind acelaşi mecanism, se pot de!ini su&reţele in cadrul unei clase de adrese alocate,!olosind pentru aceasta primii &iţi din cadrul spaţiului alocat ga"dei. 6utem sta&ili prin numrul de &iţi re"ervaţi su&reţelei numrul de su&reţele disponi&ile pentru o anumit clas de adrese şi numrul de ga"de aloca&ile in !iecare su&reţea. 'st!el pentru clasa avem urmtoarele con!iguraţii posi&ile<
4a&elul .5on!igurații ale clasei -
>.) 9tili"area su&retelelor în practic 'locarea adreselor ga"d într/o reţea în care sunt de!inite su&retele, tre&uie s ţin cont de urmtoarele caracteristici< / !iecare su&retea are re"ervate prima adresa aloca&il c !iind identi!icatorul su&retelei $et/ 'ddress '% şi ultima adresa aloca&il utili"at pentru trimiterea datagramelor ctre toate calculatoarele din su&retea $-roadcast/'ddress -'% / calculatoarele cu adresa alocat într/o su&retea nu comunica direct decât cu calculatoarele din aceeaşi su&retea sau din reţele su&ordonate sau cu reţeau superioar. 6entru comunicarea cu alte su&retele se utli"ea"a gateFa/ul. :ac se cunoaşte adresa I6 şi et mas/ul su&retelei alocat pentru un calculator ga"d într/o clasa cunoscut $de o&icei 5 sau mai rar -% atunci se poate calcula uşor et address şi -roadcast address pentru acea su&retea, !olosind repre"entarea în &inar a adresei şi a netmas/ ului şi aplicând urmtoarele !ormule< et/address P I6/address ': et/mas -roadcast/address P O4 $et/address DO et/mas% 9nde calculele se !ac în &inar cu operatorii o&işnuiţi din calculul &inar< Eemplu< 'vem I6 P 1(.1B8.1.; şi et/mas P AA.AA.AA.)0
În &inar< I6 P 11000000.10101000.00001100.01001000 + P 11111111.11111111.11111111.11110000 //////////////////////////////////////////$':% ' P 11000000.10101000.00001100.01000000 adic 1(.1B8.1.B) + P 11111111.11111111.11111111.11110000 //////////////////////////////////////////$DO% 00111111.01010111.11110011.10110000 //////////////////////////////////////////$O4% -' P 11000000.10101000.00001100.01001111 adic 1(.1B8.1.;( O alt metod de calcul al adresei de &roadcast este prin di!erenţa. 'dic se calculea" distanţ $mrimea% su&retelei prin scderea din AA a valorii reale din masca. 'vem AA K )0 P 1A valoare care se adaug ultimului octet din adresa de reţea PQ B) R 1A P ;(. 'ceast metod nu mai necesit trans!ormarea adresei de -roadcast din &inar în "ecimal. Se o&serv c este su!icient s calculm pentru ultimul octet, deoarece adresa !ace parte din clasa 5. $pentru clasa se calculea" pentru ultimii octeti%
>.A utare şi adresare în Internet 6entru trimiterea datelor în reţea ctre destinatar este responsa&il nivelul reţea. 6entru a se putea !ace re!erire la un anumit dispo"itiv a!lat în reţea, este necesar !olosirea unei adrese. 6lac de reţea are asignat o anumit adresa $adresa +'5%2 aceast ar putea !i !olosit în ca"ul reţelelor de dimensiuni mici. :ar din cau"a c distri&uţia acestor adrese nu urmea" un plan &ine sta&ilit $un productor poate des!ace plcile sale de reţea în orice parte a lumii%, aceast adresare devine imposi&il de aplicat la scar larg. S/a impus ast!el necesitatea unei noi sc#eme de adresare, care s permit reţelelor s comunice între ele. S/a a*uns la !olosirea unei adresri de tip ierar#ic, aceeaşi idee !iind !olosit de eemplu la numerele de tele!on< !iecare ţar are un numr asociat, *udeţele $în ca"ul ţrii noastre% au asociat câte un numr distinct $pre!i%, iar în cadrul *udeţului numerele sunt alocate de ctre o autoritate local. 'ceast simpli!ic lucrul în centralele tele!onice. În acelaşi mod, !iecrei reţele i se asignea"a o adresa I6, iar !iecrei ga"de din reţea i se va da o adresa &a"at pe cea a reţelei.
Sc#em de adresare curent !olosit este implementat de protocolul I6 $Internet 6rotocol%. :ispo"itivele care !ac trimiterea in!ormaţiei prin reţea !olosind adresarea dat de acest protocol sunt routerele $pre"entate anterior%. Ele !ac o deci"ie logic privind cea mai &un cale pe care un pac#et de date tre&uie s îl urme"e pân la destinaţie. În !igura de mai *os se pre"int o sc#em de reţea în care routerele $a!late în "ona median a imaginii% sunt !olosite pentru a !ace legtur între surs şi destinaţie. Ele preiau pac#ete de la o reţea local, le transmit la alte routere sau la reţeaua destinaţie, dac aceast este direct legat. :eterminarea caii pe care un pac#et o urmea" se !ace pe &a"a a mai multor criterii< cai disponi&ile, lţimea de &and a legturii, costul transmiterii, securitatea comunicrii, etc.
?igura B. outere legând @'/uri 6rotocolul I6 actual !olosit este cel de versiunea a )/a. El prevede c !iecare adresa I6 s !ie dat su& !orm a ) octeti $> &iţi%2 la scriere unei asemenea adrese, octetii sunt scrişi în "ecimal şi sunt desprţiţi prin N.. 'ceast versiune de protocol se va înlocui cu versiunea B $o adresa este pe 1B octeti2 scrierea se !ace în &a"a 1B, iar octetii sunt desprţiţi prin sim&olul N<%. I6 versiunea A a !ost !olosit doar în scopuri eperimentale.
?igura ;. 'drese I6v) şi I6v. . 5lase de adrese $I6v)% ?iecare adresa I6 este împrţit în dou prţi< adresa reţelei şi adresa ga"dei din cadrul reţelei.
?igura 8. 6artea de reţea şi partea de ga"d a unei adrese I6 Sunt A tipuri di!erite de reţele, clasi!icate dup primul7primii &iţi ai adresei de reţea. 5lasa ' este gândit pentru reţele de dimensiuni mari. 6rimul octet din adresa I6 este !olosit pentru desemnarea reţelei, ceilalţi > sunt pentru partea de ga"de. 6rimul &it din adresa de clasa ' este întotdeauna 0. 5 atare, adresele se întind în domeniul 00000000 K 01111111 $&inar%, adic între 0 şi 1;. 'dresele 0 şi 1;1 sunt re"ervate şi nu pot !i !olosite, c atare rmân doar adresele 1/ 1B pe parte de reţea. Într/o ast!el de reţea pot eist 1B;;;1) ga"de.
?igura (. 'drese de clasa '
5lasa de adrese - a !ost gândit pentru reţele de dimensiuni moderate. 6rimii doi octeti dintr/o asemenea adresa sunt !olosiţi pentru desemnarea reţelei, iar ceilalţi doi sunt !olosiţi pentru adresele de ga"d de pe !iecare reţea în parte. 6rimii doi &iţi ai primului octet al unei adrese de tip - sunt întotdeauna 10. 5eilalţi &iţi pot avea valori 0 sau 1. 6rima adresa de reţea care se poate !olosi începe deci cu 10000000 $"ecimal 18% . 5el mai mare numr de reţea care aparţine clasei - este 10111111 $"ecimal 1(1%. Orice valoare a!lat între aceste etreme este de clasa -. 6e o ast!el de reţea se pot a!l BAA>) ga"de.
?igura 10.'drese de clasa Spaţiul de adrese de clasa 5 este cel mai des !olosit, gândit a suport maim A) de ga"de. O at!el de adresa începe cu &îţîi 110. 5el mai mic octet care poate !i repre"entat în acest mod este 11000000 $"ecimal 1(%, cel mai mare este 11011111 $"ecimal >%. 5lasa de adrese : a !ost cerat pentru a permite multicasting/ul unei adrese I6. O adresa multicast este o adresa de reţea unic ce direcţionea" pac#etele cu acea adresa de destinaţie ctre grupuri prede!inite de adrese I6. 'st!el, o staţie poate s transmit un singur !lu de date ctre mai mulţi destinatari. 6rimii ) &iţi ai unei adrese de clasa : sunt 1110, dând un domeniu de valori cuprins între ) şi >(. 'dresele de tip E încep cu ) &iţi de 1 şi sunt !olosite de ctre IE4? în scopuri eperimentale.
?igura 11. 'drese de clasa 5 >. 'drese re"ervate Eist nişte adrese speciale care sunt re"ervate unor scopuri anume, neputând !i asignate unor dispo"itive de pe reţea. 'cestea sunt< = 'drese de reţea K !olosite pentru a identi!ica reţeaua însşi. O asemena adresa are toţi &îţîi de pe partea de ga"d egali cu 0. :e eemplu, 1.0.0.0. repre"int adresa unei reţele $de clasa '%. :at !iind adresa unei ga"de, de e. 1(8.1.1>.1), adresa de reţea din care !ace parte este 1(8.1.1>.0, determinat ast!el< adresa !iind de clasa 5, înseamn c numai ultimul octet este re"ervat ga"delor, deci va !i pus pe valoarea 0, restul !când parte din "ona asignat reţelei. = 'drese de tip &roadcast K !olosite pentru mesa*e de tip di!u"are, adresate tuturor dispo"itivelor a!late în reţea. Se de!ineşte prin !aptul c toţi &îţîi a!laţi pe partea de ga"d au valoarea 1. 'st!el o&ţinem adresele de &roadcast 1.AA.AA.AA sau 1(8.1.1>.AA. >.B 'drese I6 pu&lice şi private
Eplo"ia Internet/ului a determinat rapid epui"area adreselor de reţea, deoarece o cerinţ !undamental este c orice reţea pu&lic $conectat la Internet% s ai& o adresa unic $pentru c routerele s poat s transmit corect pac#etele de date%. 6rotocolul de adresare I6vB este cel care va re"olva într/un viitor apropiat pro&lema acestei epui"ri de adrese. 'ctualmente, o alt soluţie !olosit pe scar larg este !olosirea adreselor I6 private. O reţea care nu se conectea" la Internet poate !olosi orice !el de adresa $cu condiţia c oricare dou ga"de din reţea s nu ai& aceeaşi adresa%, dar acest lucru este puternic descura*at, deoarece este !oarte posi&il c acea reţea s se contecte"e mai târ"iu la Internet, producând con!u"ii. 6entru reţele locale se indic !olosirea unor adrese I6 private. :istincţia între adresele pu&lice şi cele private este de!init în ?5 1(18>. 6rincipala caracteristic a acestor adrese private este !aptul c pac#etele spre şi dinspre o asemenea adresa nu vor !i transmise mai departe de ctre rutere, !iind negli*ate de ctre acestea, pe când adresele pu&lice de reţea sunt învţate de ctre routere. 'ceste adrese private sunt ast!el< = 'dresa de clasa ' 10.0.0.0 = :omeniul de adrese de clasa - 1;.1B.0.0 K 1;.>1.AA.AA = :omeniul de adrese 1(.1B8.0.0 K 1(.1B8.AA.AA. +odul în care se !ace comunicarea dintr/o reţea care !oloseşte adrese I6 private în Internet este eplicat în secţiunea '4.
>.; eaderul I6
?igura 1. eaderul I6<
3ersiune )&
@ )& 4oS 1-
4@ - ?I - ?5 - 44I 1-
6rotocol 1- 5S -
S )- :' )-Opţiuni şi COC/uri )- :'4E I6
3ersiunea I6 / este important pentru evitarea incompati&ilitţii sistemelor. @ / eader @engt# / preci"ea", în !ormat &inar, lungimea antetului în cuvinte de > de &iţi, adic A sau B cuvinte pentru includerea unor opţiuni. În general, acest câmp are valoarea 0101. :ac se includ opţiuni atunci valoarea câmpului devine 0110. 4oS / 4pe o! Service / poate preci"a opt nivele de precedent sau di!erite condiţii< prioritate, întâr"iere minim, de&it maim, siguranţ maim, cost minim $?5 1>)(%. +a*oritatea ruterelor nu citesc acest câmp. :e eemplu, o aplicaţie 4elnet solicit întâr"ieri minime, pentru ?46 se impune de&it maim, 9senet urmreşte costuri minime iar S+6 este critic din punctul de vedere al siguranţei transmisiei. 4@ / 4otal @engt# / speci!ic pe 1B &iţi lungimea total a pac#etului eprimat în octeti $maimum B) -%, inclusiv antetul I6. ?I / ?ragment Identi!ication / repre"int un identi!icator $I:% al !ragmentului de pac#et util pentru reordonarea corect a !ragmentelor la destinaţie. ?5 / ?ragment 5ontrol / conţine un indicator $!lag% de > &iţi care preci"ea" dac datagram este sau nu este !ragmentat sau c acesta este ultimul !ragment al ei. 5eilalţi 1> &iţi indic po"iţia relativ a !ragmentului în pac#etul I6. 44@ / 4ime/4o/@ive / este un parametru care elimina riscul de propagare la in!init a unui pac#et în reţea atunci când destinaţia nu este gsit. 6oate !i initiali"at cu valoarea maim AA dar se pre!er valorile de > sau 1B pentru a evita supraîncrcarea reţelei. @a !iecare ruter $#op%, valoarea din câmp este decrementat cu 1. 5ând se a*unge la "ero, pac#etul este automat distrus. 6rotocol / este un câmp care indic protocolul de nivel superior !olosit pentru !ormatarea datelor din câmpul de date I6. 5S / 5#ecsum / este un câmp de control a erorilor de transmisie la nivelul #eader/ului, care garantea" corectitudinea antetului I6, nu şi a datelor trans!erate. S / Source 'ddress / adresa I6 a sursei. :' / :estination 'ddress / adresa I6 a destinaţiei. GOpţiuniG şi COC/uri / repre"int un câmp opţional !olosit pentru diagnosticare $de eemplu, !olosind 6IL / 6ac#et InteretFor Lroper%, securi"are sau setare a rutelor. 'cest câmp este completat eventual cu "erouri ast!el c lungimea #eader/ului creşte cu ) octeti atunci când se introduc diverse opţiuni.
>.8 5onclu"ie< În urm e!ecturii acestei lucrri de la&orator am !cut cunoştinţ cu protocolul 4567I6 care este cel mai !lei&il protocol de transport disponi&il şi permite computerelor din întreag lume, rulînd sisteme de operare complet di!erite, s comunice între ele. :easemenea,am studiat modelul OSI. :eşi nu este singurul model eistent, este cel mai !olosit în învţmânt, pentru c ilustrea" cel mai &ine separarea între niveluri şi împrţirea comunicaţiei în &ucţele mai mici, mai uşor de de!init şi în consecinţ mai uşor de de"voltat. :eşi eist multe protocoale care sunt mai greu de încadrat pe niveluri OSI, totuşi toţi productorii de ec#ipamente de reţea şi de protocoale noi îşi de!inesc produsele cu a*utorul nivelurilor OSI. +odelul OSI şi modelul 4567I6 sunt am&ele modele de re!erinţ !olosite pentru a descrie procesul de transmitere a datelor. 5omparând cele dou modele de re!erinţ $OSI şi 4567I6% vedem di!erenţe îns sunt şi asemnri. :eşi modelul OSI are ; niveluri iar 4567I6 are doar ) niveluri, rolul lor per ansam&lu este în !inal acelaşi. 9n specialist va !olosi modelul OSI, dar şi protocoalele 4567I6. 3a privi protocolul 456 c pe un protocol al nivelului 4ransport $)% din modelul OSI, I6 c pe un protocol al nivelului eţea $>% din modelul OSI, şi Et#ernet c o te#nologie a nivelelor @egtur de date şi ?i"ic $ şi 1% din modelul OSI. >.( -i&liogra!ie 1. 'ndreFTS.T4anen&aumTeţeleT:eT5alculatoareT)t#TEd.romanian . @uminiţa Scripcariu Keţele de 5alculatoare
9n nou portal in!ormaţionalU :ac deţii in!ormaţie interesant şi doreşti s te împrţi cu noi atunci scrie la adresa de e/mail < supportVsurs.md
