Protocoale de retea - Modelul OSI. Modelul TCP/IP

Protocoale de retea - Modelul OSI. Modelul TCP/IP

Protocoale de retea

Protocoalele sunt reguli si proceduri de comunicare. Intreaga operatie tehnica de transmitere a datelor prin retea trebuie sa fie impartita in etape distincte. In fiecare etapa au loc actiuni specifice, care nu se mai pot repeta intr-o alta etapa. De asemenea, fiecare etapa are propriile reguli si proceduri, adica protocoale.

Intr-o retea, trebuie sa conlucreze mai multe protocoale pentru a asigura pregatirea, transferul, receptionarea si procesarea datelor.

O stiva (suita) de protocoale este o combinatie de protocoale care functioneaza impreuna. Fiecare nivel specifica un protocol diferit, care se ocupa de o functie sau de un subsistem al procesului de comunicatie. Prin urmare, fiecare nivel are propriul sau set de reguli.

Modelul de Referinta OSI (engl.: Open Systems Interconnection - Reference Model), al organizatiei International Organization for Standardization, numita si ISO, este o structura de comunicare  ierarhica foarte des folosita intr-o retea. Modelul OSI foloseste 7 asa-numite straturi pentru a transmite si primi date eficient si rapid. Fiecare strat are functii clar definite. Internetul este bazat pe acest model.

Straturile modelului OSI si functiunile lor:

7. Aplicatie (engl.: Application Layer) - Aplicatia care ruleaza transmiterea si primirea datelor, de ex. FTP, HTTP

6. Prezentare (Presentation Layer) - formateaza datele pentru a putea fi utilizate de catre aplicatie.

5. Sesiune (Session Layer) - stabileste, gestioneaza si termina sesiunile intre aplicatii

4. Transport (Transport Layer) - se ocupa cu segmente de informatie

3. Retea (Network Layer) - pachete de informatie    

2. Conexiunea datelor (Data Link Layer) - asigura dirijarea adreselor fizice, topologiei retelelor, notificarea erorilor si a cadrelor de biti.

1. Fizic (Physical Layer) - totalitatea de specificatii electrice, mecanice, procedurale si functionale pentru asigurarea conexiunii fizice a doua sisteme.

Exemple de protocoale din stiva OSI:

Modelul TCP/IP a fost creat de US DoD (US Department of Defence - Ministerul Apararii Nationale al Statelor Unite) din necesitatea unei retele care ar putea supravietui in orice conditii. DoD dorea ca, atata timp cat functionau masina sursa si masina destinatie, conexiunile sa ramana intacte, chiar daca o parte din masini sau din liniile de transmisie erau brusc scoase din functiune. Era nevoie de o arhitectura flexibila, deoarece se aveau in vedere aplicatii cu cerinte divergente, mergand de la transferul de fisiere pana la transmiterea vorbirii in timp real.

Aceste cerinte au condus la alegerea a patru niveluri pentru modelul TCP/IP: Aplicatie, Transport, Retea (sau Internet) si Acces la Retea.

Nicelul Aplicatie nu este identic cu cel din modelul ISO-OSI. Acesta include ultimele trei niveluri superioare din stiva OSI. Acestea au fost comasate pentru a putea fi tratate la un loc toate problemele legate de protocoale de nivel inalt, fie ele de reprezentare, codificare sau control al dialogului. El contine toate protocoalele de nivel inalt. Primele protocoale de acest gen includeau terminalul virtual (TELNET), transfer de fisiere (FTP) si posta electronica (SMTP).

Pe parcursul anilor la aceste protocoale s-au adaugat multe altele, asa cum sunt: DNS (Domain Name Service), NNTP, HTTP, multe altele.

Nivelul Transport este identic cu cel din modelul OSI, ocupandu-se cu probleme legate de siguranta, control al fluxului si corectie de erori. El este proiectat astfel incat sa permita conversatii intre entitatile pereche din gazdele sursa, respectiv, destinatie. In acest sens au fost definite doua protocoale capat-la-capat.

Primul din ele, TCP (Trasmission Control Protocol). El este un protocol sigur orientat pe conexiune care permite ca un flux de octeti trimisi de pe o masina sa ajunga fara erori pe orice alta masina din inter-retea. Acest protocol fragmenteaza fluxul de octeti in mesaje discrete si paseaza fiecare mesaj nivelului internet. TCP trateaza totodata controlul fluxului pentru a se asigura ca un emitator rapid nu inunda un receptor lent cu mai multe mesaje decat poate acesta sa prelucreze.

Al doilea protocol din acest nivel, UDP (User Datagram Protocol), este un protocol nesigur, fara conexiuni, destinat aplicatiilor care doresc sa utilizeze propria lor secventiere si control al fluxului. Protocolul UDP este de asemenea mult folosit pentru interogari rapide intrebare-raspuns, client-server si pentru aplicatii in care comunicarea prompta este mai importatnta decat comunicarea cu acuratete, asa cum sunt aplicatiile de transmisie a vorbirii si a imaginilor video.

Nivelul Retea (Internet). Scopul nivelului este de a asigura transmiterea pachetelor de la orice sursa din retea si livrarea lor catre o destinatie independent de calea si retelele pe care le-a strabatut pentru a ajunge acolo. Determinarea drumului optim si comutarea pachetelor au loc la acest nivel.

Nivelul Internet defineste oficial un format de pachet si un protocol numit IP (Internet Protocol). Sarcina nivelului Internet este sa livreze pachete IP catre destinatie. Problemele majore se refera la dirijarea pachetelor si evitarea congestiei. In consecinta este rezonabil sa presupunem ca nivelul Internet din TCP/IP functioneaza asemanator cu nivelul retea din OSI.

Nivelul Acces la retea. Se ocupa cu toate problemele legate de transmiterea efectiva a unui pachet IP pe o legatura fizica, incluzand si aspectele legate de tehnologii si de medii de transmisie, adica nivelurile OSI Legatura de date si Fizic.

Modelul de referinta TCP/IP nu spune mare lucru despre ce se intampla acolo, insa mentioneaza ca gazda trebuie sa se lege la retea, pentru a putea trimite pachete IP, folosind un anumit protocol. Acest protocol nu este definit si variaza de la gazda la gazda si de la retea la retea.