Organizarea retelelor in sistemul de operare LINUX

Notiuni introductive despre re ele

Defini ie: Re eaua reprezint o colec ie de echipamente de calcul 'gazd capabile s comunice Tntre ele.

Defini ie: Echipamentele de calcul 'gazd pot fi calculatoare, treminale grafice, imprimante inteligente, etc.

Adesea echipamentele de calcul 'gazd ' utilizeaz calculatoare dedicate care retransmit datele Tntre diferitele noduri ale re elei.

Defini ie: Site-urile reprezint mici aglomer ri de echipamente gazd

Pachete software (precum UUCP=Unix to Unix CoPy) i protocoale (precum TCP/IP=Transmission Control Protocol/Internet Protocol) asigur mijloacele de transport ale datelor Tntre dou calculatoare i mai departe Tn Tntreaga re ea.

Defini ie: Protocoalele reprezint coduri standardizate utilizate Tn schimbul de mesaje Tntre dou sau mai multe calculatoare.

Re elele de tip UUCP

Defini ie: UUCP (Unix-to-Unix Copy) reprezint un pachet de programe capabil s transfere fi iere pe liniile seriale, s programeze Tn timp transferurile i s ini ieze execu ia la distan a unor programe pe site-uri localizate oriunde, Tn re ea..

UUCP a fost dezvoltat prima dat de Bell Laboratories, Tn 1977, pentru comunica ii Tntre site-urile de dezvoltare a platformelor UNIX i aplica iile sale principale. Ast zi este Tn continuare Tn func iune Tn re elele WAN (Wide-Area Networks), care folosesc leg turile telefonice Tn comuta ie (dial-up telephone links).

Avantaje:

Re elele UUCP ofer utilizatorilor priva i acces la re ea la un pre rezonabil.

Necesarul unui calculator pentru a se transforma Tntr-un nod UUCP este alc tuit din:

-un modem;

-o implementare func ional a pachetului UUCP;

-un alt nod UUCP cu care s poat schimba datele;

Dezavantaje:

Re elele UUCP au o mare limiatre legat de l imea benzii de transmitere care este foarte Tngust

Leg turile UUCP sunt de dou tipuri, Tn func ie de tipul de linietelefonic folosit

Leg turi pe linie telefonic Tnchiriat Acestea sunt leg turi permanente i sunt cele mai fiabile i mai potrivite leg turi. Ele ofer cea mai mare rat de transfer, limitat doar de calitatea echipamentelui de telecomunica ii folosit ( linia telefonic fizic , modem-uri, etc.);

Leg turi pe linie telefonic Tn comuta ie = Acestea sunt leg turi temporare. Echipamentele gazd trebuie s se apeleze reciproc, periodic la intervale de timp regulate. Numai dup ce conexiunea fizic i logic a fost stabilit , cele dou gazde pot Tncepe s interschimbe datele Tntre ele.

Utilizarea pachetului software UUCP

UUCP poate realiza dou obiective de baz

Copierea fi ierelor de la o gazd la alta; 

Ini ierea, de la distan , a ac iunilor, care vor fi realizate pe cealalt gazd

Exemplul 1 Dac ma ina subiect are permisiunea de acces la o alt gazd numit ipotetic 'remhost' i dore te s execute comanda de tip rire 'lpr' i dore te s o execute, de le distan , pe cealalt gazd , atunci se va executa urm toarea comand pe gazda subiect:

$ uux -r remhost!lpr !file.dvi

unde:

uux=este comanda din pachetul software UUCP;

-r=un comutator care determin 'uux' s nu apeleze sistemul la distan imediat, ci s memoreze acest job, p>n c>nd va fi stabilit , mai t>rziu, o conexiune. Acest proces se nume te 'spooling process'.

lpr =dispozitivul unde este redirectat cererea;

file.dvi=un fi ier de intrare care va fi tip rit pe gazda la distan

Exemplul 1 UUCP poate s transmit Tnainte, mai departe, job-ri i fi iere prin mai multe gazde. Dac gazda la distan 'remhost1' are o leg tur UUCP cu 'remhost2', care posed fi ierul dorit 'apllication.tar.gz' Tn arviva sa mare de aplica ii, atunci, pe ma Tna subiect trebuie introdus comanda urm toare, Tn scopul de a tranfera fi ierul (file download):

$ uucp -mr remhost1!remhost2!~/archive/application.tar.gz appl.tgz

unde:

-m =un comutator suplimentar care stableste ca UUCP va notifica utilizatorul asupra sosirii datelor, prin po ta electronic

appl.gz =un fi ier destina ie de pe gazda subiect unde datele, extrase din fi ierul surs 'application.tar.gz' (localizat pe   'remhost2'), vor fi stocate, dup ce au tranzitat prin gazda 'remhost1'.

Servicii de re ea furnizate de pachetul software UUCP

Electronic mail (E-Mail)

Defini ie:: Po ta electronic (Electronic Mail=E-Mail) este un sistem de comunica ie, care permite utilizatorilor de pe aceea i gazd sau de pe gazde diferite s schimbe mesaje, utiliz>nd o adres special

Sarcina de a dirija mesajul de la un site c tre site-ul destinatie, este realizat Tn Tntregime de sistemul local de gestiune a po tei electronice. Sntr-un mediu UUCP, E-mail este transportat prin executarea comenzii 'rmail' pe o gazd din vecin tate, care trnamite adresa destinatarului i mesajul po tal. Pe urm toare gazd , procesul local 'rmail', va dirija mai departe, mai departe, c tre o alt gazd i a a mai departe p>n c>nd ajunge la gazda destina ie.

News system

Defini ie: tirile noi(news) reprezint un buletin sau jurnal de tiri, distribuit regulat Tn re ea..

The Usenet News este cea mai cunoscut re ea de tiri cu un num r estimat. de 120.000 de site-uri participante. Unitatea de baz de informa ie este articolul, care poate fi expediat catre o ierahie de newsgroup-uri dedicate unui anumit subiect. Cele mai multe site-uri primesc numai o selec ie a tuturor newsgroup-urilor, care Tnseamn o medie de 60MB de articole importante pe zi.

In re eaua UUCP, news sunt trimise printr-o leg tur UUCP prin colectarea tuturor articolelor de la grupurile cerute, i pringruparea lor Tn pachete. Acestea sunt trimise c tre site-ul receptor, unde sunt preluate de comanda 'rnews' pentru despachetare i procesare.

Retelele de tip TCP/IP

LAN (Local Area Network)

Defini ie: Local Area Network (LAN) reprezint un set ma ini localizate Tn aceea i cl dire, sau chiar pe acela i etaj, care sunt interconectate, Tntre ele, pentru a asigura un mediu de lucru omogen.

Obiectivele majore ale structurii sunt:

Partajarea fi ierelor Tntre gazdele care alc tuiesc LAN-ul;

Rularea distribuit a aplicatiilor pe ma ini diferite.

Local Area Network este o re ea cu comutare pe pachete (packet-switched network), ceea ce Tnseamn c datele care apar in unui fi ier, sunt repartizate Tn pachete mai mici, dirijate mai departe, imediat, catre gazda destinatie, unde, apoi ele sunt reasamblate Tn fi ierul originar.

De aceea unitatea informa ional transfert Tn LAN este 'packet'-ul, Tn locul fi ierului, utilizat de re elele UUCP.

Introducere Tn re elele TCP/IP

Defini ie: TCP/IP (Transmision Control Protocol/Internet Protocol) reprezint un protocol asigurat de un software de o complexitate ridicat , utilizat pentru transferurile de date Tntre gazde, at>t Tn LAN (Local Area Network) c>t i Tn WAN (Wide Area Network).

Protocolul TCP/IP permite:

Rularea aplicatiilor interactive printr-o conectare a utilizatorului la distan (remote login). De exemplu

$ rlogin <machine_name>.<departament_name>

Welcome to the..(welcoming message)

(ttyq2) login:..(login prompt)

Accesul transparent la Network File System, ceea ce Tnseamn c se permite montarea ierarhiei de directoare ale altor gazde pe gazda subiect, Tna a fel Tnc>t ea apare ca un sistem de fi iere local.

Cerinte hardware pentru structurile Ethernets

Defini ie: ETHERNETS reprezint o structur hardware sau fizic , utilizat frecvent pentru implementarea unui LAN.

Structura unui LAN const Tntr-un cablu de care sunt ata ate gazdele prin intermediul conectoarelor sau transceiver-elor (amplificatoare de telecomunica ie).Aceast reprezint cea mai ieftin solu ie care poate atinge rate de transfer de 10 Megabauds(sau Megabits/s)

Exist dou tipuri de cabluri utilizate pentru transmiterea semnalelor:

1-cablu coaxial cu dou standarde:

10 base-2 unde lungimea maxim a liniei magistrale este 200 m.

10 base-5 unde lungimea maxim a liniei magistrale este 500 m.

2-UTP (Unshielded Twisted Pair) pentru standardul 100base-T.

Gazdele sunt conectate prin intermediul adaptoarelor de re ea, conectoare T-shaped ``BNC'' i cablurile descrise mai sus.

Topologia re elei poate fi:

1-bus; Tn acest caz un dispozitiv suplimentar numit terminator trebuie conectat la ambele capete ale re elei;

2-stea; Tn acest caz un dispozitiv electronic suplimentar (de exemplu hub, switch, .a..) trebuie conectat pentru a dep i limit rile impuse lungimii cablului, de atenu rile sau de Tnt>rzierile de propagare a semnalului;

Aceste dispozitive hardware conecteaz diferite segmente Ethernet i pot fi:

Repeater (Hub)

Bridge

Router

Repeater-ul copiaz pur i simplu semnalele Tnte dou sau mai multe segmente, a a Tnc>t toate segmentele se comport Tmpreun ca i c>nd ar fi un singur Ethernet. Pentru c introduc Tnt>rzieri Tn rpopagarea semnalelor nu trebuie utilizate mai mult de 4 repeatere Tntre oricare dou gazde alle re elei.

Ultimele dou dispozitive sunt mai complicate. Ele analizeaz datele sosite i dac gazdele destina ie nu sunt Tn Ethernet-ul local sau Tn acela i segment de re ea, atunci le transmit mai departe, altor dispozitive cu care sunt la r>ndul lor conectate.

Router-ul este cel mai sofisticat doarece are o structur de calculcator i este capabil s defineasc domenii software Tn re ea, dincolo de structura fizic sau de topologia ei.

Ethernet lucreaz ca un bus de sistem, unde o gazd poate trimite pachete sau cadre (frames) de dimensiune maxim 1500 bytes, spre alt gazd din acela i Ethernet. O gazd este adresat printr-o adres de 6 bytes memorat hardware Tn placa de re ea (Ethernet board sau network adapter). Aceste adrese arat ca o secven de 6 numere hexazecimale precum:

aa:bb:cc:dd:ee:ff.

Un cadru de date trimis de o sta ie este v zut de toate sta iile ata ate, dar numai gazda destinatar Tl va alege i-l va procesa. Dac dou sta ii Tncearc s trimit Tn acela i moment, atunci are loc o coliziune a datelor , care este rezolvat prin anularea transmisiei pentru ambele sta ii i reluarea ei, individual, mai t>rziu.

The Internet Protocol

Defini ie: GATEWAY reprezint o gazd dedicat care realizeaz conexiuni Tntre Ethernet-uri separate, prin copierea pachetelor sosite i transmiterea pachetelor c tre destina ie, prin medii fizice diferite.

Defini ie: ROUTING reprezint o schem de dirijare a datelor c tre gazda la distan prin utilizarea pachetelor de date sau datagrams.

Defini ie: INTERNET PROTOCOL (IP) reprezint un protocol independent de harware, care faciliteaz schimbul de datagrame Tntre gazde.

Marele avantaj al lui IP   este c transform dou re ele total diferite fizic, Tntr-o singur re ea aparent omogen . Aceasta se nume te internetworking, i meta-re eaua rezultat este o re ea internet.

Remarc Este de subliniat, aici diferen a subtil Tntre o re ea internet and the Internet. A doua este numele oficial al unei re ele internet, particulare, globale..

Defini ie: IP-ADDRESS reprezint un num r unic de 32 de bi i asociat fiec rei gazde, Tn scopul de a implementa o schem de adresare independent de hardware

O adresa IP este de obicei scris sub forma a 4 numere zecimale, separate prin puncte, fiecare reprezent>nd o valoare asociat unui octet.

Exemplu: IP-address pentru o gazd poate fi 0x954C0C04, care va fi transcris sub forma 149.76.12.4. Acest format este numit de asemenea dotted quad notation.

Exist trei tipuri diferite de adrese Tn internet:

1. HOST'S NAME de exemplu 'main' or 'nats5';

2. IP-ADDRESSES de exemplu 149.76.12.4 ;

3. HARDWARE ADDRESSES de exemplu adresele Ethernet de 6 bytes.

Toate aceste adrese trebuie s fie asociate Tntr-un fel. Astfel, atunci c>nd se tasteaz

$>rlogin <remhost>

software-ul de re ea va primi IP-address asociat lui <remhost>. Sn continuare, c>nd IP distribuie date Tn Ethernet LAN, unde aceast gazd este localizat , el va trebui s gaseasc ce adres Ethernet corespunde acestei IP-address.

Defini ie: HOSTNAME RESOLUTION reprezint un proces de mapare, asociere, a numelor de gazde (host name) unor adrese IP-address.

Defini ie: ADDRESS RESOLUTION reprezint un proces de mapare, asociere, a adreselor IP-address unor adrese hardware..

Adresele IP-ADDRESS

Pentru toate site-urile din the Internet, numerele de 32 bi i recunoscute de IP-networking protocol (denumite IP-Address), sunt alocate de o autoritate central , the Network Information Center, sau NIC.

Pentru the Local Area Networks (LANs), care nu au nici un trafic TCP/IP cu lumea de afar , aceste numere sunt asociate dup reguli arbitrare.

Adresele IP-address sunt alc tuite din:

-NETWORK NUMBER alc tuit din octe ii de Tnceput i

-HOST NUMBER reprezentat de ultimul octet;

La cerere,   the NIC furnizeaz numai the network number. Toate adresele IP-address valide, din acest interval, pot fi asociate gazdelor din subre ea, f r o regul prestabilit

Sn func ie de dimensiunea re elei, the host part poate fi mai mic sau mai mare. Pentru a satisface toate necesit ile, exist c>teva clase de re ele care definesc p r ile componente ale adreselor IP-address:

Exemplu: Dac IP-address este 149.76.12.4 atunci:

-the network number este 149.76.0.0 ( retea de tipul class-B) i

-the host number este 12.4.

The host numbers cu octe ii to i 0 sau to i 255 sunt rezerva i pentru scopuri speciale: -O adres unde to i bi ii din host part sunt 0 se refer la re ea.

-O adres unde to i bi ii din host part sunt 1 se refer la toate gazdele din respectiva re ea, simultan, i se nume te THE BROADCAST ADDRESS.

Exemplu: IP-address 149.76.255.255 nu este o adres valid , ci este numai o broadcast address i se refer la re eaua 149.76.0.0

Adrese de re ea rezervate

=DEFAULT ROUTE (utilizat Tn routarea datagramelor IP)

=LOOPBACK ADDRESS (rezervat traficului local IP al gazdei).

De obicei, adresa 127.0.0.1 va fi asociat unei interfe e speciale a gazdei, a a numita the loopback interface, care ac ioneaz ca un circiut Tnchis. Orice pachet trmmis ei de la TCP sau UDP va fi returnat ca i c>nd ar fi ajuns de la o alt re ea. Aceasta permite dezvoltarea de teste ale software-ului de re ea, f r a avea la dispozi ie o re ea real de lucru.

The Transmission Control Protocol

Defini ie: The Transmission Control Protocol (TCP) reprezint un protocol care construie te un serviciu fiabil deasupra lui IP i creeaz conexiuni care lucreaz ca o conduct bidirec ional , utilizat de dou procese, unul pe gazd i altul pe ma ina la distan , pentru a scrie sau a citi.

TCP identific punctele terminale ale unei astfel de conexiuni prin the IP-address ale celor dou gazde implicate, i num rul a a numitului port de pe fiecare gazd ..Porturile pot fi v zute ca puncte ata ate pentru conexiunile re elei.

Se pot compara aceste adres duble cu numerele de telefon interurbane unde:

-IP-address este codul zonal (codul interurban) i

-port number este codul local (num rul individual al abonatului).