PROTOCOALE, STANDARDE SI SISTEME DESCHISE

Protocoale, stanDARde si sisteme deschise

Comunicatia in retea

Lucrul in retea presupune transmiterea datelor de la un calculator la altul. Acest proces complex poate fi impartit in etape:

Recunoasterea datelor;

Impartirea datelor in blocuri mai usor de manevrat

Adaugarea de informatii fiecarui bloc de date, pentru a

Localiza datele respective

Identifica destinatarul

Adaugarea unor informatii de sincronizare si de verificare a erorilor

Transmiterea datelor in retea

In cadrul fiecare etape, sistemul de operare in retea respecta un set de proceduri stricte, numite protocoale, sau reguli de comportare. Protocoalele contribuie la incheierea cu succes a fiecarei operatii.

Pentru comunicarea intre componentele software sau hardware ale diferitelor producatori, a fost necesara standardizarea protocoalelor. Exista doua seturi principale de standarde :" modelul OSI (Opens Systems Interchange) si o versiune a acestuia, numita Project 802.

O reprezentare clara a acestor modele constituie primul pas in functionarea unei retele.

Sisteme deschise

Nevoia unui standard si a unuia care sa fie disponibil tuturor a fost foarte importanta pentru succesul TCP / IP. Deci, putine cunostinte ajuta la conceperea TCP/IP in perspectiva. Mult mai imporant, sistemele deschise au devenit vitale pe piata competitiva actuala. Termenul de sistem deschis este perceput de multi oameni ca o solutie pentru toate problemele (sa fie inlocuit ocazional de termenul client/server ), Dar nici un termen nu este folosit sau inteles cum trebuie. Intelegind ce este un sistem deschis si ceea ce implica acesta conduce la o mai buna constientizare a rolului TCP/IP intr-o retea si intre marile retele cum ar fi Internet. Folosirea standardelor arata ca un protocol ca TCP/IP este acelasi pentru fiecare sistem. Aceasta inseamna ca un PC poate comunica cu un minicomputer care ruleaza TCP / IP fara translatii speciale sau rutine de conversie. Asta inseamna ca o retea intreaga de hardware si sisteme de operare diferite poate lucra cu aceleasi protocoale de retea. Dezvoltarea unui standard nu este un proces fara importanta. Adesea, un singur standard implica mai mult decit un singur document descriind un sistem software. Un standard adesea implica inter-relatii intre diferite protocoale, asa cum face TCP / IP. Se stie ca interactiunile dintre TCP / IP si alte componente ale sistemului de comunicatii sunt importante pentru optimizarea si configurarea potrivita si pentru siguranta ca toate serviciile de care este nevoie sunt disponibile conlucreaza bine..

Ce este un sistem deschis?

Sunt multe definitii ale sistemului de acces. Pentru multi oameni, un sistem deschis este cel mai bine definit ca unul al carei arhitecturi nu este un secret. Descrierea arhitecturii este publicata sau este disponibila tuturor care vor sa construiasca produse pentru o platforma software sau hardware. Aceasta definitie a unui sistem deschis se aplica la fel si pentru hardware si pentru software. Lipsa optiunii in achizitionarea de software si hardware este motivul pentru care companiile au trebuit sa accepte principiile sistemului de acces. Un exemplu de companie care s-a adaptat este Digital Equipment Corporation (DEC). Ei si-au schimbat propriul sistem de operare de pe minicomputerele lor VMS cu un sistem de operare de acces UNIX -M standard. UNIX este un exemplu clasic al unei platforme software de acces. Codul sursa pentru sistemul de operare UNIX a fost inca de la inceput disponibil celor care l-au agreat. Codul sursa al UNIX este usor de inteles si usor de manevrat. UNIX-ul nu este preferat doar pentru trasaturile caracteristice sistemului sau de operare ci si pentru faptul ca un utilizator UNIX poate rula software din alte platforme UNIX, deoarece fisierele sunt compatibile de la un sistem UNIX la altul (exceptind formatul disk). Cresterea utilizarii UNIX-ului a obligat fabricantii de hardware sa produca o versiune de UNIX pentru propriul hardware. Acest pas permit utilizatorilor sa combine diferite sisteme hardware in retele mai mari, toate rulind UNIX-ul si lucrind impreuna.

Protocoalele TCP/IP

Suita protocoalelor TCP/IP asigura suportul pentru a conecta mai multe hosturi, si urmeaza un set de standarde despre cum computerele comunica si cum retelele sunt inter-conectate. Protocoalele TCP/IP respecta conceptul de "4 layer model" numit si modelul DOD respectiv nivelele :

Aplicatie

Transport

Internet

Retea

Descrierea layer-elor ce stau la baza protocolului TCP/IP

Prin comunicatiile in sistemele deschise, grupurile sunt destul de evidente. Un grup se ocupa de transportul datelor, un altul cu comprimarea mesajelor , un altul cu aplicatiile utilizatorului final.

Fiecare grup este numit layer. Layer-ele sunt entitati independente. Ei nu pot realiza de obicei o sarcina fara sa interactioneze cu alte layere. Sunt asteptate reductii ale functionalitatii si sunt propuse citeva cai de acces catre aceasi divizie de layers pentru un protocol de retea. Modelul de referinta de interconectare a sistemelor de acces ( OSI - RM ) foloseste sapte nivele(layere). Arhitectura TCP / IP este similara Dar implica numai cinci straturi pentru ca aceasta combina citeva din functionalitatile OSI in doua straturi intr-unul.

Modelul de referinta OSI cu cele 7 layere.

Nivelul aplicatie, prezentare si sesiune sunt toate aplicatii orientate prin faptul ca sunt responsabile pentru presentarea interfetei de aplicare utlizatorului. Cele trei sunt dependente de nivelele(layerele) aflate sub ele si sunt total dedicate mijloacelor prin care datele ajung la aplicatie. Aceste trei nivele se numesc nivele superioare.

Cele patru nivele inferioare se ocupa cu transmiterea de date, acoperind comprimarea, traseul, verificarea si transmisia fiecarui grup de date. Nivelele inferioare nu se ocupa cu tipul de date pe care le primesc sau le trimit aplicatiei, ci are ca sarcina trimiterea acestora. Nivelele inferioare nu fac in nici un fel diferenta intre diverse aplicatii.

Nivelul aplicatie (application layer)

Nivelul aplicatie este interfata end - user la sistemul OSI. Este acolo unde aplicatiile cum ar fi posta electronica, USENET sau module de prezentare baze de date rezida. Sarcina nivelului aplicatie este sa prezinte informatiile primite si sa trimita date noi ale utilizatorului catre nivelele inferioare.

In aplicatiile distribuite, cum ar fi client / siteme server, nivelul aplicatie este acolo unde rezida aplicatia client. Aceasta comunica cu serverul prin layers inferioare. El serveste ca fereastra prin care aplicatiile au acces la serviciile de retea. Acest nivel reprezinta serviciile oferite direct apliicatiilor de utilizator, cum ar fi software pentru tranfer de fisiere, pentru accesul la bazele de date sau pentru posta electronica (e-mail).  Nivele inferioare sprijina operatiile efectuate la nivelul aplicatie, acre raspunde de accesul general in retea, controlul fluxului si tratarea erorilor.

Nivelul prezentare (Presentation layer)

Sarcina nivelului prezentare este sa izoleze straturile inferioare de formatul data al aplicatiei. Aceasta converteste datele din aplicatie intr-un format obisnuit, numit adesea reprezentare canonica. Nivelul prezentare proceseaza datele dependente de dispozitiv din nivelul aplicatie intr-un format independent de dispozitiv pentru straturile inferioare.

Statul prezentare este acolo unde formatele fisiere si chiar formatele caracter ( ASCII si EBCDIC ) sunt pierdute. Conversia de la aplicatia format date se ace printr-un " limbaj de programare in retea comun" (cum acesta este numit in documentele Modelului de Referinta OSI ) care are un format structurat.

Nivelul prezentare gestioneaza conversia de protocoale, conversia si criptarea datelor, modificarea sau conversia setului de caractere, precum si interpretarea comenzilor grafice.

Nivelul prezentare creeaza reversul pentru datele primite.Acestea sunt covertite dintr-un format obisnuit in formate specifice aplicarii, bazate pe tipul de aplicare pentru care dispozitivul are instructiuni. Daca datele intra fara instructiuni reformatate, informatia nu poate fi asamblata intr-o maniera corecta pentru aplicatia utilizatorului.

La acest nivel functioneaza un utilitar numit redirector. Asa cum arata si numele, rolul redirectorului este de a dirija(redirecta) opratiile de intrare /iesire (I/O) catre resursele de pe un server.

Nivelul sesiune(session layer)

Nivelul sesiune organizeaza si sincronizeaza schimbul de date intre procesele aplicatiei. Aceasta lucreaza cu nivelul aplicatie furnizand seturi de date simple numite puncte de sincronizare care permit unei aplicatii sa stie cum progreseaza receptia si transmisia datelor. In termeni mai simpli, nivelul sesiune poate fi gindit ca un layer de coordonare si flow control. Nivelul sesiune este implicat in comunicatiile coordonatoare intre aplicatii diferite, permitind fiecareia sa stie starea celeilalte. O eroare intr-o aplicatie este corectata de nivelul sesiune permitind aplicatiilor de primire sa stie unde se afla eroarea. Nivelul sesiune poate resincroniza aplicatiile care sunt conectate unele la altele. Aceasta poate fi necesar cind comunicatiile sunt temporar intrerupte sau cind o eroare are loc cauzind pierderea datelor.

Nivelul Transport (transport layer)

Nivelul transport, cum si numele sugereaza este proiectat sa furnizeze " transferul transparent al datelor de la o sursa cu sistem inchis - deschis la o destinatie cu sistem inchis deschis " potrivit Modelului de Referinta OSI. Nivelul transport stabileste, mentine si finalizeaza comunicatiile dintre doua mecanisme.

Nivelul transport asigura procesul prin care datele trimise sa se potriveasca cu datele primite.Acest rol de verificator este important deoarece asigura trimiterea corecta a datelor, cu o retrimitere a acestora dac o eroare a fost detectata. El se ocupa cu trimiterea datelor, determinind ordinea si prioritatile acestora. Totodata asigura transportul datelor la destinatie fara erori, in succesiune si fara pierderi sau duplicate. Acest nivel reimpacheteaza mesajele, fragmentandu-le pe cele de mari dimensiuni in mai multe pachete sau concateneaza pachete mai mici intr-un singur pachet eficientizand transmirea lor in retea. La capatul receptor, nivelul transport despacheteaza mesajele, reasamblandu-le in forma originala, si transmite de obicei un semnal de confirmare a primirii.

Nivelul Retea (Network layer)

Nivelul retea furnizeaza ruta fizica a datelor, determinind calea dintre dispozitive. Nivelul retea se ocupa de toate aceste probleme de rute, asistind nivelele superioare din acest punct de vedere.

Nivelul retea examineaza topologia retelei pentru a determina cea mai buna ruta in vederea trimiterii unui mesaj, la fel ca si intelegerea sistemelor de transmisie. Numai el este cel care trimite un mesaj de la sursa la dispozitivul tinta, dirijind alte blocuri de date care trec prin sistem catre alt dispozitiv.

Nivelul legaturii datelor

Nivelul legaturii datelor, potrivit OSI asigura controlul stratului fizic si detecteaza si corecteaza posibilele erori care pot aparea. In practica, 'data link layer' este responsabil pentru corectarea erorilor de transmisie induce in timpul transmiterii (ca opuse erorilor din insasi aplicatia de date care sunt rezolvate in nivelul transport).

Stratul legaturii datelor este de obicei legata la semnalul de interferenta de pe agentul de transmisie fizica chiar pe fir de cupru, cablu de fibra optica sau microunde. Interferenta este comuna, rezultind din multe surse, incluzind raze cosmice si interferenta magnetica izolata din alte surse.

Nivelul  fizic

Nivelul fizic este cel mai mic strat al modelului OSI si trateaza " mijloacele mecanice, electrice, functionale si procedurale " necesare pentru transmiterea datelor, potrivit definitiei OSI. Cind modelul OSI a fost dezvoltat, au aparut multe probleme in legatura cu cele mai joase straturi, deoarece ele sunt, in cele mai multe cazuri, inseparabile. Stratul de legatura al datelor si stratul fizic sunt tratate ca un strat combinat, Dar definitia OSI stipuleaza scopuri diferite pentru fiecare.(TCP/IP include stratul de legatura a datelor si stratul fizic ca un strat, recunoscind ca separarea este mai mult academica decit practica ). Fiind cel mai de jos in ierarhia OSI, el transmite un sir de biti "bruti" nestructurat, printr-un mediu fizic(cum ar fi cablul de retea). Nivelul fizic se refera la interfata electrica, optica si mecanica si functionala cu cablul. De asemenea, nivelul fizic transporta semnalele care reprezinta datele generate de nivelele superioare.

Acest nivel defineste modul in care cablul este legat la placa de retea . De exemplu, defineste numarul de pini ai conectorului, precum si functia fiecarui pin. Nivelul fizic este responsabil pentru transmiterea unor siruri de biti(zero si unu) de la un calculator la altul. La acest nivel bitii transmisi nu au o semnificatie. Nivelul defineste codificarea datelor si sincronizarea bitilor, oferind siguranta atunci cand calculatorul emite bitul 1, acesta va fi receptionat drept bit 1 si nu 0. In plus defineste durata unui bit, precum si modul in care fiecare bit este convertit in impulsul electric sau optic corespunzator cablului de retea.

Pachete

Pentru transferul datelor, multe experimente au demonstrat ca la crearea unui bloc uniform de date este de preferat in detrimentul trimiterii caractere in grupuri de marimi variabile si raspindite. De obicei, aceste blocuri de date au citeva informatii inaintea lor numite si antete (header) si uneori un indicator la sfirsitul acestora ('the trailer'). Aceste blocuri de date sunt numite pachete in multe sisteme de comunicatii simultane.

Cantitatea de date dintr-un pachet si compozitia header-ului se pot schimba in functie de protocolul de comunicatii cit si de niste restrictii de sistem, Dar conceptul de pachet se refera intotdeauna la un set intreg (incluzind capatul si sfirsitul). Cuvintul pachet este adesea folosit ca o referire la orice grup de date comprimate pentru transmitere. Cum datele unei aplicatii trec prin straturile arhitecturii, fiecare adauga mai multe informatii. Termenul pachet este folosit frecvent la fiecare nivel. Termenul de pachet este folosit in general pentru orice date cu informatii aditionale, in loc de rezultat specific al adaugarii header-ului si trailer-ului unui singur strat.

Subsisteme

Un subsistem este un strat colectiv sau particular dintr-o retea. De exemplu, daca zece calculatoare sunt conectate intre ele, fiecare rulind modelul OSI cu sapte straturi, toate cele zece aplicatii layers sunt aplicatii subsistem, toate cele zece straturi de legatura dintre date sunt subsisteme de legatura date. Cu Modelul de Referinta OSI sunt sapte subsisteme.

Este posibil ca toate componentele individuale dintr-un sistem sa nu fie active in acelasi timp. Folosind zece calculatoare, numai trei ar putea avea stratul de legatura dintre date activ in orice moment, Dar toate zece formeaza subsistemul.

Entitati

Un strat poate avea mai mult decit o parte dintr-o entitate. De exemplu, cablul de transport poate avea rutine care sa verifice sume de control(checksum) la fel ca si rutine care dirijeaza pachete retrimise care n-au fost transferate corect. Aceste rutine nu sunt active imediat pentru ca ele nu ar putea fi solicitate in orice moment. Rutinele active sunt numite entitati. Cuvintul entitate a fost adoptat pentru a gasi un cuvint care n-ar putea fi confundat cu un alt termen cum ar fi modulul, procesul sau sarcina.

Componente TCP / IP

Programul Telnet furnizeaza capabilitatea de logare la distanta. Acesta permite unui user sa se logheze la un alt calculator si sa actioneze ca si cum s-ar afla in fata celui de-al doilea. Conexiunea poate fi facuta pe reteaua locala sau pe alta retea aflata oriunde in lume, atita timp cit utilizatorul are permisiunea sa se logheze la un sistem indepartat.

Se poate utiliza Telnet-ul cind este necesara realizarea unor actiuni pe un alt calculator din tara. Aceasta nu este acceptata decit in context LAN sau WAN , Dar citeva sisteme cu accces la Internet permit sesiuni Telnet, in timp ce userii foloses o noua aplicatie sau sistem de operare.

Protocolul transferului de fisiere

Protocoul transferului de fisiere ( FTP ) permite unui fisier sau unui sistem sa fie copiat in alt sistem. Utilizatorul nu se logheaza la alt calculator ca un utilizator cu drepturi depline cum ar face cu programul Telnet Dar foloseste in loc programul FTP care-i permite accesul.

Odata ce conectarea la un calculator indepartat a fost stabilit FTP permite copierea unuia sau a mai multor fisiere pe calculatorul personal.( Termenul transfer implica faptul ca fisierul este mutat de la un sistem la altul, cel orginal raminind intact. Fisierele sunt deci copiate). FTP este un serviciu folosit mult pe Internet, la fel ca si pe multe LAN-uri sau WAN-uri.

Protocolul de transfer posta simpla

Protocolul de transfer posta simpla ( SMTP) este folosit pentru transferul postei electronice. SMTP este complet transparent utilizatorului.  SMTP se conecteaza la calculatorul indepartat si transfera mesaje postale ca multe fisiere de transfer FTP. SMTP este un protocol care nu creeaza probleme si este foarte folosit.

Kerberos

Kerberos este un protocol de securitate. Kerberos foloseste o aplicatie speciala numita server de autentificare pentru validarea parolei si criptarea sistemelor folosite in comunicatii si este destul de obisnuit in UNIX.

Sistemul nume de domeniu

Sistemul nume de domeniu ( DNS ) permite unui calculator cu nume comun sa fie convertit la o adresa de retea speciala. De exemplu, un PC numit Darkstar nu poate fi accesat de un altul din aceeasi retea ( sau oricare alta retea conectata ) decit daca sunt disponibile niste metode de cautare a numelui calculatorului local si de inlocuire a numelui cu adresa hardware a calculatorului. DNS asigura o conversie de la numele local comun la o adresa fizica unica a dispozitivului conexiunii la retea.