Stive de protocoale

O stiva de protocoale este acel grup de protocoale aflat deasupra tuturor ca parte a unui proces de comunicatie. Fiecare nivel al modelului OSI are asociate diferite protocoale. Atunci cand este necesar mai mult de un protocol pentru a efectua un proces de comunicatie, toate protocoalele implicate sunt grupate intr-o stiva. Un exemplu de stiva de protocoale este TCP/IP, utilizat foarte frecvent in Unix si Internet.

Fiecare nivel din stiva de protocoale primeste servicii de la nivelul imediat inferior si asigura servicii nivelului imediat superior. In acceptiunea Novell, aceasta relatie este explicata in felul urmator: nivelul N utilizeaza serviciile nivelului imediat inferior (nivelul N-1) si asigura servicii nivelului imediat superior (nivelul N+1).

Pentru ca doua calculatoare sa comunice direct unul cu celalalt, trebuie ca pe fiecare dintre ele sa ruleze aceeasi stiva de protocoale. Fiecare nivel din stiva de protocoale instalata pe un calculator comunica cu nivelul sau punctul de comunicatie echivalent din stiva instalata pe celalalt calculator. Calculatoarele pot avea sisteme de operare diferite si totusi pot comunica deoarece utilizeaza aceeasi stiva de protocoale.

1. Protocoale de retea

Exista protocoale la diferite niveluri ale modelului OSI. De fapt, protocolul de la un anumit nivel realizeaza toate functionalitatile acestui nivel. Protocoalele ce functioneaza impreuna pentru a realiza functionalitatile unui nivel sau ale mai multor niveluri sunt cunoscute sub denumirea de stiva de protocoale sau suita de protocoale.

Modul de operare a unui protocol

Un protocol este un set de pasi de baza pe care ambele calculatoare trebuie sa-i faca intr-o ordine bine stabilita. De exemplu, pentru ca un calculator sa trimita un mesaj altui calculator, primul dintre calculatoare va trebui sa faca urmatorii pasi (acesta este un exemplu general; in practica, acesti pasi sunt mult mai detaliati):

Segmentarea datelor ce trebuie transmise in pachete suficient de mici

Adaugarea informatiilor de adresa a destinatiei la fiecare pachet

Transmiterea pachetelor de date la placa de adaptare la retea pentru ca aceasta sa le transmita mai departe in retea

Calculatorul destinatar va trebui sa efectueze aceiasi pasi dar in ordine inversa:

Receptia pachetelor de date sosite la placa de retea

Stergerea informatiilor de control adaugate de calculatorul sursa

Reasamblarea pachetelor de date initiale

Fiecare calculator trebuie sa efectueze aceiasi pasi, astfel incat pachetele de date care ajung la destinatie sa fie reasamblate corect. Daca un calculator utilizeaza un protocol care efectueaza alti pasi dar cu parametrii diferiti (cum ar fi numere de secventa diferite, timere de valori diferite, metode diferite de corectie de erori), cele doua calculatoare nu vor fi capabile sa comunice unul cu celalalt.

Pachetele de date din retea

Reteaua de calculatoare transmite portiuni de date de dimensiuni mici care poarta numele de pachete. Protocoalele de retea la diferite niveluri din modelul OSI construiesc, modifica si dezasambleaza pachetele, odata cu trecerea acestor pachete prin nivelul OSI.

Structura pachetelor de date

Pachetele de date au urmatoarea structura:

Adresa sursa, care specifica calculatorul initiator al mesajului

Adresa destinatie a pachetelor, care specifica calculatorul destinatar al mesajului

Instructiuni ce spun calculatorului modul prin care datele vor traversa nivelurile OSI

Informatii de reasamblare pentru cazul cand pachetul de date este doar un fragment dintr-un mesaj mai lung

Datele utile ce trebuie transmise la calculatorul destinatar

Informatii de control al erorilor pentru a asigura ca datele sunt receptionate corect.

Aceste informatii sunt combinate in trei parti componente ale pachetului de date:

Antetul pachetului (header): include un semnal de alerta, care arata ca urmeaza a fi transmise date, adresele sursa si destinatie, precum si informatii de ceas pentru sincronizarea transmisiunii intre cele doua calculatoare

Datele utile ce trebuie trimise. Lungimea datelor dintr-un pachet poate varia (in functie de tipul de retea parcurs de acestea) de la 48 bytes la 4 kB

Secventa de incheiere a pachetului (trailer): continutul secventei de incheiere (sau chiar existenta acestei secvente de incheiere) variaza in functie de tipul retelei dar in mod obisnuit include informatia de verificare ciclica redundanta a datelor utile (CRC = Cyclic Redundancy Check). Aceasta informatie data de CRC ajuta reteaua sa verifice daca datele au fost deteriorate pe parcursul transmisiei.

2. Protocolul TCP/IP

Denumirea de TCP/IP provine de la Transmission Control Protocol (protocol pentru controlul transmisiei) si Internet Protocol (protocol pentru Internet). TCP/IP este o suita de protocoale dezvoltata de Agentia de Cercetare pentru Proiecte Avansate din Departamentul de Aparare al Statelor Unite (ARPA si mai tarziu DARPA) in cadrul unui proiect mare de interconectare a retelelor de calculatoare, inceput in 1969. TCP/IP este de departe cel mai utilizat protocol de interconectare a calculatoarelor si este protocolul utilizat in Internet. ARPA a creat initial acest protocol pentru a conecta toate retelele militare, dar a oferit gratis standardul protocolului agentiilor guvernamentale si universitatilor.

TCP/IP a devenit astfel un standard de interoperabilitate a calculatoarelor cu sistem de operare Unix, in special in universitati si mediul militar. O data cu dezvoltarea protocolului http (http = Hypertext Transfer Protocol), utilizat la partajarea documentelor HTML (HTML = Hypertext Markup Language) intr-o retea foarte larga ce cuprinde universitati si agentii guvernamentale, s-a ajuns la crearea retelei universale WWW (WWW = World Wide Web) precum si la introducerea Internetului in retelele locale private. Din aceasta cauza, TCP/IP a eclipsat protocolul IPX, fiind cel mai utilizat protocol de transport pentru toate tipurile de sisteme de operare instalate pe calculatoare.

Avantajele protocolului TCP/IP includ:

facilitati de conectare pentru toate tipurile de sisteme de operare instalate pe servere si calculatoare;

acces direct la Internet;

facilitati importante pentru functiile de routare;

facilitati necesare protocolului SNMP (SNMP = Simple Network, Management Protocol);

facilitati pentru protocolul DHCP (DHCP = Dynamic Host Configuration Protocol) in scopul alocarii dinamice ale adreselor IP ale clientilor;

facilitati pentru protocolul WINS (WINS = Windows Internet Name Service) care permite cautarea unui client dupa nume printre clientii si serverele Microsoft;

suport pentru aproape toate protocoalele de pe Internet, cum ar fi POP (POP = Post Office Protocol), http (http = Hypertext Transfer Protocol) precum si toate protocoalele a caror denumire se termina cu litera P;

alocarea unor domenii centralizate TCP/IP, care permit interconectarea intre diferite retele.

Totusi, TCP/IP are si dezavantaje, printre care:

alocarea unor domenii centralizate TCP/IP, care necesita costuri si efort pentru inregistrare;

expansiunea universala si rapida a Internetului, care are limitari foarte mari din punct de vedere al numerotarii unice a domeniilor. O noua versiune de IP va corecta aceasta limitare cand va fi implementata;

este dificil de instalat prima data;

overhead de dimensiune mare din cauza facilitatilor de routare si de corectie; viteza mai mica fata de IPX si NetBEUI.