Test Page for the Apache Web Server on Red Hat Linux

Figura Modelul OSI-ISO

1. Nivelul fizic

Nivelul fizic defineşte specificaţii electrice, mecanice, procedurale şi funcţionale pentru activarea, menţinerea şi dezactivarea legăturilor fizice între sisteme. În această categorie de caracteristici se încadrează nivelurile de tensiune, timingul schimbărilor acestor niveluri, ratele de transfer fizice, distanţele maxime la care se poate transmite şi alte atribute similare care sunt definite de specificaţiile fizice. Dacă doriţi să reţineţi nivelul fizic în cât mai puţine cuvinte, gândiţi-vă la semnale şi la mediu de transfer.

Scopul nivelului fizic este de a transporta o secvenţă de biţi de la o maşină la alta. Pentru aceasta pot fi utilizate diverse medii fizice. Fiecare dintre ele este definit de lărgimea sa de bandă, întârziere, cost şi uşurinţa de instalare şi de întreţinere. Prin intermediul acestui nivel datele sunt livrate de la un sistem de calcul la altul. De reţinut că nivelul fizic nu se identifică cu mediul fizic;

2 Nivelul legătură de date

Nivelul legătură de date oferă transportul sigur al informaţiei printr-o legătură fizică directă. Pentru a realiza acest lucru, nivelul legătură de date se ocupă cu adresarea fizică, topologia reţelei, accesul la reţea, detecţia şi anunţarea erorilor şi controlul fluxului fizic (flow control). Dacă doriţi să vă amintiţi nivelul doi în cât mai puţine cuvinte, gândiţi-vă la cadre şi la controlul accesului la mediu.

Nivelul legătură de date este responsabil cu transmiterea corectă a datelor printr-o legătură fizică existentă, între două puncte conectate direct prin această legătură fizică. Nivelul fizic nu poate realiza acest lucru, deoarece la nivelul fizic nu putem vorbi despre nici un fel de date, ci numai despre biţi şi, mai exact, despre reprezentarea fizică a acestora (niveluri de tensiune, intensitate a luminii etc.).

Informatia circulă la acest nivel sub formă de cadre (frames). Tot la acest nivel este rezolvată problema cadrelor deteriorate, pierdute sau duplicate. Sintetizând putem spune că principala sarcină a acestui nivel este de a detecta si de a rezolva erorile apărute în transmisia datelor;

3. Nivelul reţea

Nivelul reţea este un nivel complex care oferă conectivitate şi selectează drumul de urmat între două sisteme gazdă care pot fi localizate în reţele separate geografic. Acesta este nivelul cel mai important în cadrul Internetului, asigurând posibilitatea interconectării diferitelor reţele. Tot la acest nivel se realizează adresarea logică a tuturor nodurilor din Internet. La nivelul reţea operează ruterele, dispozitivele cele mai importante în orice reţea de foarte mari dimensiuni. Dacă doriţi să reţineţi nivelul reţea în cât mai puţine cuvinte, gândiţi-vă la selecţia drumului, rutare şi IP-uri. La acest nivel informaţiile circulă sub formă de pachete. Acest nivel garantează corectitudinea informaţiilor transferate.

4. Nivelul transport

Nivelul transport segmentează datele în sistemul sursă şi le reasamblează la destinaţie. Limita dintre nivelul transport şi nivelul sesiune poate fi văzută ca graniţa între protocoale aplicaţie şi protocoale de transfer de date. În timp ce nivelurile aplicaţie, prezentare şi sesiune se preocupă cu probleme legate de aplicaţii, cele patru niveluri inferioare se ocupă cu probleme legate de transportul datelor. Nivelul transport încearcă să ofere un serviciu de transport de date care să izoleze nivelurile superioare de orice specificităţi legate de modul în care este executat transportul datelor. Mai specific, probleme cum ar fi siguranţa (reliability) sunt responsabilitatea nivelului transport. În cadrul oferirii de servicii de comunicare, nivelul transport iniţiază, gestionează şi închide circuitele virtuale. Pentru a fi obţinută o comunicaţie sigură, servicii de detectare şi recuperare din erori sunt oferite tot la acest nivel. Tot aici este realizat controlul fluxului (flow control). Dacă doriţi să reţineţi nivelul transport în cât mai puţine cuvinte, gândiţi-vă la flow control, la calitatea serviciilor şi la siguranţă.

5. Nivelul sesiune

Aşa cum implică şi numele său, nivelul sesiune se ocupă cu stabilirea, menţinerea, gestionarea şi terminarea sesiunilor în comunicarea dintre două staţii. Nivelul sesiune oferă servicii nivelului prezentare. De asemenea, el realizează sincronizarea între nivelurile prezentare ale două staţii şi gestionează schimbul de date între acestea. În plus faţă de regularizarea sesiunilor, nivelul sesiune oferă bazele pentru transferul eficient de date, pentru clase de servicii, pentru raportarea excepţiilor nivelurilor sesiune, prezentare şi aplicaţie. Dacă doriţi să reţineţi nivelul sesiune în puţine cuvinte, gândiţi-vă la dialog şi la conversaţii.

6. Nivelul prezentare

Nivelul prezentare se asigură că informaţia transmisă de nivelul aplicaţie al unui sistem poate fi citită şi interpretată de către nivelul aplicaţie al sistemului cu care acesta comunică. Dacă este necesar, nivelul prezentare face traducerea între diverse formate de reprezentare, prin intermediul unui format comun. Tot nivelul prezentare este responsabil cu eventuala compresie / decompresie şi criptare / decriptare a datelor. Pentru a reţine nivelul prezentare în puţine cuvinte, gândiţi-vă la reprezentare şi la formatul comun al datelor. Protocoalele de la acest nivel asigură compatibilitatea de codificare a datelor între sistemele de calcul aflate în comunicaţie;

7. Nivelul aplicaţie

Nivelul aplicaţie este cel care este situat cel mai aproape de utilizator; el oferă servicii de reţea aplicaţiilor utilizator. Diferă de celelalte niveluri OSI prin faptul că nu oferă servicii nici unui alt nivel, ci numai unor aplicaţii ce sunt situate în afara modelului OSI. Exemple de astfel de aplicaţii sunt editoare de texte, utilitare de calcul tabelar, terminale bancare etc. Nivelul aplicaţie stabileşte disponibilitatea unui calculator cu care se doreşte iniţierea unei conexiuni, stabileşte procedurile ce vor fi urmate în cazul unor erori şi verifică integritatea datelor. Daca doriţi să reţineţi în cât mai puţine cuvinte nivelul aplicaţie, gândiţi-vă la un browser de web.

Modelul OSI este doar un model de arhitectură de reţea, deoarece spune numai ceea ce ar trebui să facă fiecare nivel, si nu specifică serviciile si protocoalele utilizate la fiecare nivel.

Reamintim că între două niveluri cu acelasi număr (n), aflate pe două calculatoare care comunică, nu există de fapt o legătură fizică, ci are loc un schimb de informaţii în cadrul unor convenţii (protocoale), care sunt înţelese de către nivelurile respective.

În cadrul unui acelaşi sistem între două niveluri succesive există o legătură fizică iar schimbul de informaţii se face pe baza unor alte convenţii, pe care le-am numit servicii. Schimbul efectiv de semnale are loc numai la nivelurile fizice ale celor două sisteme care comunică.

Circuitul datelor între cele două sisteme se efectuează astfel: de la sistemul emiţător datele se deplasează începând cu nivelul 7 (aplicaţie) spre nivelurile inferioare, la fiecare nivel adăugându-se un antet corespunzător nivelului. Este important de reţinut că nivelul inferior nivelului care transmite datele nu cunoaşte care porţiune din informaţia primită reprezintă antetul şi care datele propriu zise. Datele ajung prin intermediul nivelului fizic la mediul de comunicaţie. Aici ele sunt transformate în semnale electrice care sunt transmise staţiei destinaţie, unde datele se vor deplasa de această dată în sens invers, adică de la nivelul fizic până la nivelul aplicaţie, la fiecare nivel având loc procesul de eliminare a antetului.

Procesul prin care datele de transmis sunt completate la fiecare nivel al sistemului sursă cu o serie de informaţii care vor fi utilizate de protocol pentru validarea transmisiei la nivelul corespunzător al sistemului destinaţie se numeşte încapsulare. Operaţia se desfăşoară începând de la nivelurile superioare către cele inferioare.

Operaţia care se desfăşoară invers de numeşte decapsulare.

Ceea ce trebuie reţinut este faptul că modelul OSI utilizează trei concepte esenţiale, şi anume:

• 
  protocoale, care se stabilesc între două entităţi de pe acelaşi nivel, aflate pe sisteme diferite;
  
• 
  servicii, care se stabilesc între două niveluri succesive ale aceluiaşi sistem;
  
• 
  interfeţe; interfaţa unui nivel spune proceselor aflate la nivelul imediat superior cum să facă accesul.
  

2.2.2.2. Modelul TCP / IP

Acest model este mult mai vechi decât modelul OSI şi a fost utilizat drept model de referinţă de către strămoşul tuturor reţelelor de calculatoare, ARPANET şi apoi succesorul său Internet-ul. Modelul de referinţă TCP / IP a apărut ca o necesitate de interconectare a reţelelor de diferite tipuri, iar denumirea a fost dată după cele două protocoale fundamentale utilizate, şi începând din 1 ianuarie 1983 a devenit unicul protocol oficial utilizat de reţele.

Despre acest protocol Tanenbaum spune: "...o maşină este pe Internet dacă foloseşte stiva de protocoale TCP / IP, are o adresă IP si are posibilitatea de a trimite pachete IP către toate celelalte maşini din Internet. Simpla posibilitate de a trimite si primi postă electronică nu este suficientă, deoarece posta electronică este redirecţionată către multe reţele din afara Internet-ului. Oricum, subiectul este cumva umbrit de faptul că multe calculatoare personale pot să apeleze la un furnizor de servicii Internet folosind un modem, să primească o adresă IP temporară si apoi să trimită pachete IP către alte gazde. Are sens să privim asemenea maşini ca fiind pe Internet numai atâta timp cât ele sunt conectate la ruter-ul furnizorului de servicii."[8]

Substanţa care ţine legat Internet-ul este deci modelul de referinţă şi stiva de protocoale TCP/ IP. Practic, toate calculatoarele conectate la Internet utilizează familia de protocoale TCP/IP. Punctele forte ale acestei stive de protocoale sunt:

• 
  este independentă de configuraţia hardware;
  
• 
  reprezintă o arhitectură care facilitează conectarea în medii eterogene; Se pot utiliza mai multe utilitare de conectivitate standard pentru a accesa si transfera date între sisteme diferite. Windows 2000 include mai multe asemenea utilitare standard
  
• 
  se poate utiliza atât pentru reţele locale (LAN) cât şi pentru reţele globale (WAN);
  
• 
  este un protocol standard, rutabil.
  

TCP / IP este o suită de protocoale, dintre care cele mai importante sunt TCP si IP, care a fost transformat în standard pentru Internet de către Secretariatul pentru Apărare al Statelor Unite, si care permite comunicaţia între reţele eterogene (interconectarea reţelelor). Modelul de referinţă ISO / OSI defineşte şapte niveluri pentru proiectarea reţelelor, pe când modelul TCP / IP utilizează numai patru din cele şapte niveluri, după cum se vede din figura.

Figura Modelul TCP/IP

Nivelul Aplicaţie 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 înalt, fie ele de reprezentare, codificare sau control al dialogului.

Nivelul Transport este identic cu cel din modelul OSI, ocupându-se cu probleme legate de siguranţă, control al fluxului şi corecţie de erori.

Scopul nivelului Reţea (Internet) este de a asigura transmiterea pachetelor de la orice sursă din reţea şi livrarea lor către o destinaţie independent de calea şi reţelele pe care le-a străbătut pentru a ajunge acolo. Determinarea drumului optim şi comutarea pachetelor au loc la acest nivel.

Nivelul Acces la reţea se ocupă cu toate problemele legate de transmiterea efectivă a unui pachet IP pe o legătură fizică, incluzând şi aspectele legate de tehnologii şi de medii de transmisie, adică nivelurile OSI Legătură de date şi Fizic.
Familia de protocoale TCP / IP are o parte stabilă, dată de nivelul Internet (reţea) şi nivelul transport, şi o parte mai puţin stabilă, nivelul aplicaţie, deoarece aplicaţiile standard se diversifică mereu.

În ceea ce priveşte nivelul gazdă – la - reţea (echivalentul nivelul fizic şi legătură de date din modelul OSI), cel mai de jos nivel din cele patru, acesta este mai puţin dependent de TCP / IP şi mai mult de driver-ele de reţea şi al plăcilor de reţea. Acest nivel face ca funcţionarea nivelului imediat superior, nivelul Internet, să nu depindă de reţeaua fizică utilizată pentru comunicaţii şi de tipul legăturii de date. Protocoalele din familia TCP / IP tratează toate reţelele la fel. De aici rezultă un concept fundamental pentru reţelele TCP / IP, si anume acela că, din punct de vedere al unei reţele globale, orice sistem de comunicaţii capabil să transfere date contează ca o singură reţea, indiferent de caracteristicile sale.

Strategia de a construi nivelurile unui protocol se numeşte layering. Toată reţeaua TCP / IP (Internet-ul) este organizată dintr-un număr foarte mare de reţele mici care comunică între ele prin aşa numitele porţi (gateway), care sunt calculatoare ce se ocupă de interconectarea reţelelor care vor ieşi în Internet, una dintre atribuţiile lor fiind şi aceea de a ruta informaţia.

TCP / IP este construit ca fiind o secvenţă de datagrame. O datagramă este o colecţie de date ce sunt trimise ca un singur mesaj; este o unitate de date si reprezintă obiectul cu care lucrează protocolul. Un pachet este un cumul de datagrame, ce apare pe Ethernet, linii telefonice sau alte tipuri de conexiuni fizice.

3. 
   Comparaţie între modelul ISO-OSI şi modelul TCP/IP
   

Figura . Comparaţie între modelul ISO-OSI şi modelul TCP/IP

O importantă asemănare între OSI şi TCP/IP o constituie faptul că ambele sunt modele conceptuale ale procesului de comunicare. Din păcate această asemănare simplă şi evidentă conţine şi o primă deosebire fundamentală: OSI este general, permiţând explicarea oricărui proces de comunicare, în timp ce TCP/IP-ul nu reuşeşte să modeleze perfect decât procesul de comunicare folosit în Internet.

O altă importantă asemănare între cele două modele o reprezintă faptul că ambele conţin o stivă de niveluri care sunt legate între ele prin noţiunea de serviciu (ceea ce ştie să facă un nivel), interfaţă (modul în care serviciile sunt oferite nivelului superior) şi protocol (modul în care sunt efectiv implementate serviciile). Dacă OSI reuşeşte să facă o distincţie clară între aceste trei elemente, pentru TCP/IP ele nu reprezintă deloc un element vital.

Încă o asemănare ar mai putea fi identificată: ambele modele s-au bucurat de o răspândire largă. Şi de această dată urmează un ``din păcate'', pentru că, dacă modelul OSI îşi datorează popularitatea faptului că permite explicarea teoretică a oricărui proces de comunicare, TCP/IP-ul este faimos prin succesul răsunător al Internetului, reţea care se bazează pe el.

După cum a devenit deja clar, deşi OSI s-a dorit un model ideal, care să ajute realizarea de paşi rapizi în evoluţia comunicării, chiar generalitatea sa l-a condamnat la o existenţă doar în plan teoretic. De cealaltă parte, TCP/IP-ul a apărut prin descrierea unei situaţii cât se poate de practice şi, după cum realitatea actuală o arată, nu necesită nici o modificare pentru a satisface în continuarea nevoile de comunicare ale unei comunităţi tot mai mari şi mai diverse. Tocmai această ``suficienţă'' a făcut un câştigător din TCP/IP şi un învins din OSI pe plan practic: pentru OSI protocoalele care să respecte modelul trebuiau create (şi evident apoi implementate şi folosite). Acest lucru nu s-a mai întâmplat.

Un alt mod de explicare al eşecului OSI îl reprezintă momentul nefast în care acesta a apărut. Mai exact, trecerea la OSI ar fi reprezentat pentru multe firme renunţarea la soluţiile deja existente, bazate pe TCP/IP, şi depunerea unui efort considerabil pentru dezvoltarea unora noi, bazate pe noul model.

Din punct de vedere tehnic o diferenţă evidentă dintre cele modele o reprezintă faptul că nivelurile superioare prezente în OSI sunt comasate într-unul singur la TCP/IP. Acest lucru însă nu neagă existenţa unor niveluri ca Sesiune sau Prezentare, ci doar demonstrează că ele sunt suficient de ``personale'' pentru aplicaţii pentru a nu necesita o standardizare. Acest lucru poate fi uşor pus în evidenţă de analiza oricărei aplicaţii Internet.

O altă diferenţă tot de ordin tehnic o reprezintă faptul că OSI-ul descrie două tipuri de protocoale, orientate conexiune şi fără conexiune, la nivelul reţea şi doar unul, cel orientat conexiune, pentru nivelul transport. TCP/IP-ul merge exact în direcţia opusă, oferind doar un protocol fără conexiune la nivel reţea şi ambele tipuri de protocoale pentru nivelul transport. Acest lucru dă mai multă putere aplicaţiilor care pot astfel să îşi aleagă protocolul cel mai potrivit.

O altă deosebire de ordin tehnic care complică OSI-ul e faptul că anumite operaţii, cum ar fi de exemplu verificările de integritate, sunt realizate de mai multe ori în cadrul unor niveluri diferite. Nu vom detalia mai mult implicaţiile acestui lucru, însă merită reţinut că a fost demonstrat că locul cel mai potrivit pentru controlul erorilor este la un nivel cât mai înalt.

Şi, pentru a pune punct cu o concluzie acestei comparaţii: fiecare din cele două modele îşi are rolul său în acoperirea nevoilor de modelare. Sau, mai puţin formal, putem zice că unul rulează bine pe hârtie iar altul în realitate.

3. 
   Protocolul IP
   

IP înseamnă Internet Protocol, TCP/IP este acronimul Transmission Control Protocol over Internet Protocol. Însăşi denumirea lui/lor semnifică faptul că a fost conceput pentru folosirea lui în reţele interconectate.

Fiecare calculator care este conectat la Internet are (cel puţin) o adresă, utilizată de protocolul IP pentru identificarea sursei şi destinaţiei comunicării; aceasta se numeşte adresă IP.
Adresele IP sunt formate din patru numere între 0 şi 255 separate prin „.” (punct). Adresele IP sunt alocate la cerere de către anumite organizaţii, astfel încât adresele IP sunt unice în lume. Pentru uşurinţa manipulării adreselor IP, ele au fost grupate în mai multe clase:

          adresele de clasă A permit definirea a 127 de reţele a câte 16 milioane de calculatoare

          adresele de clasă B permit definirea a 16000 reţele a câte 65000 calculatoare

          adresele de clasă C permit definirea a 2 milioane de reţele a câte 250 calculatoare

Calculatoarele sunt identificate dacă fac parte sau nu din aceeaşi reţea pe baza unei măşti de reţea. Folosirea acestei măşti de reţea permite de asemenea împărţirea unei reţele în mai multe subreţele. Pe baza adreselor calculatoarelor din reţea şi a măştii de reţea se poate construi o adresă a reţelei.

Am văzut că fiecare calculator de pe Internet are o adresă unică, formată din 4 cifre. Calculatoarele şi echipamentele de dirijare a pachetelor de date se descurcă de minune cu cifrele, dar unui om îi

este mult mai uşor să ţină minte www.yahoo.com decât 66.218.71.94. În consecinţă fiecare reţea de calculatoare a primit un nume de domeniu, iar fiecare calculator din reţea a primit un nume de host (gazdă) în cadrul domeniului. Există câte un domeniu alocat pentru fiecare ţară (.ro = România) şi câteva domenii generice (com = comercial, edu = educaţional, org = diverse organizaţii etc.). În cadrul acestora se pot crea domenii, de exemplu www.usv.ro sau www.yahoo.com.

Pentru traducerile între adresele IP şi numele calculatoarelor se foloseşte un serviciu numit DNS (Domain Name Server).

Fiecare reţea are una sau mai multe legături cu alte reţele. Calculatoarele care fac legătura cu o altă reţea se numesc gateway.

2.2.2.5. Standardul Ethernet. Elemente de interconectare pentru LAN

Modelul Project 802 a fost conceput de IEEE () în februarie 1980 (de unde-i vine si numele 802, anul 80 luna 2) si defineşte standardele pentru componentele fizice ale reţelei, placa de reţea şi cablul, de care se ocupă nivelul fizic şi legătură de date ale modelului OSI (aceste niveluri definesc modul în care mai multe calculatoare pot utiliza simultan reţeaua, fără a interfera unul cu celălalt). Aceste specificaţii 802 ale IEEE se referă la reţelele LAN, şi corespund unei implementări particulare ale nivelurilor 1 si 2 ale modelului OSI; ele definesc modul în care plăcile de reţea accesează şi transferă date prin mediul fizic şi se aplică mai multor domenii, cum ar fi:

• 
  plăci de reţea;
  
• 
  componente ale reţelelor de suprafaţă (WAN);
  
• 
  componente folosite în reţelele cu cablul coaxial si torsadat.
  

Standardele LAN se împart în 12 categorii, dintre care cele mai importante sunt:

• 
  802.1 modul de interconectare în retea;
  
• 
  802.2 controlul legăturii logice (LLC);
  
• 
  802.3 reţele LAN cu acces multiplu si cu detectarea purtătoarei si a coliziunilor CSMA / CD, sau reţelele Ethernet;
  
• 
  802.4 reţele LAN cu transfer de jeton pe magistrală (Token Bus);
  
• 
  802.5 reţele LAN cu transfer de jeton în inel (Token Ring);
  
• 
  802.6 reţele metropolitane (MAN);
  
• 
  802.11 reţele fără fir;
  
• 
  802.12 reţele LAN cu prioritate la cerere.
  

Conform acestui model nivelul legăturii de date este împărţit în două sub niveluri:

MAC (Media Access Control - controlul accesului la mediu), controlează accesul si delimitează cadrele, detectează erorile si recunoaşte adresele, fiind inferior sub nivelului LLC. Acesta comunică direct cu placa de reţea şi este responsabil pentru transportul fără erori al datelor între două calculatoare din reţea (802.3, 802.4, 802.5 si 802.12). Sub nivelul MAC şi nivelul fizic sunt realizate de obicei prin circuite aflate pe placa de interfaţă de reţea NIC – Network Interface Card;

LLC (Logical Link Control - controlul legăturii logice), administrează comunicaţia legăturii de date şi defineşte folosirea punctelor interfeţei logice, numite puncte de acces la servicii, SAP (Service Access Points). Serviciile de transmisie de date sunt solicitate printr-un astfel de punct de acces la serviciul sub nivelului LLC, SAP – LLC. Este posibil ca sub nivelul LLC să permită accesul la serviciile sale simultan mai multor utilizatori. Fiecare utilizator va folosi un alt punct de acces, identificat printr-o adresă. Acest sub nivel permite utilizatorului să solicite serviciile legăturii de date fără a tine seama de tehnologia de realizare a sub nivelului MAC şi a nivelului fizic. Avem trei tipuri de astfel de servicii: - serviciul fără conexiune; - serviciul cu conexiune; - serviciul fără conexiune, cu confirmare.

Figura 14. Corespondenta standardelor 802 cu modelul OSI

Componenta software care permite unui calculator să comunice cu un anumit dispozitiv se numeşte driver. Sistemul de operare nu poate realiza comunicarea cu un dispozitiv până când nu sunt instalate şi configurate driverele corespunzătoare dispozitivului respectiv. Driverele de reţea permit comunicarea între o placă de reţea şi redirectorul de reţea care rulează pe calculator. Redirectorul este acea parte software de reţea care acceptă cereri de intrare / ieşire pentru fişierele aflate la distantă, cereri pe care le trimite sau le redirectează către un alt calculator din reţea. Pentru instalarea driver-ului se foloseşte un utilitar special de configurare. Driver-ele plăcilor de reţea funcţionează în cadrul sub nivelului MAC al nivelului legăturii de date ale modelului OSI. Sub nivelul MAC este responsabil pentru asigurarea accesului partajat al nivelului fizic la plăcile de reţea ale calculatorului. Deci driver-ul plăcii de reţea asigură comunicarea directă între calculator şi placa de reţea.

Protocoalele IEEE pentru nivelul fizic:

• 
  802.3 – este o reţea magistrală care poate transmite date la 10 Mbps. Datele sunt transmise prin fir fiecărui calculator însă numai cel îndreptăţit să le recepţioneze confirmă primirea. Protocolul CSMA / CD regularizează traficul prin reţea, permiţând transmisia doar atunci când cablul este liber si nici un alt calculator nu transmite. Noua versiune pentru Fast Ethernet este 802.3 u;
  
• 
  802.4 (Token Bus) – este o reţea magistrală care se bazează pe o schemă de transfer al jetonului (token passing). Fiecare calculator recepţionează toate datele, însă răspunde numai cel a cărui adresă este menţionată explicit. Jetonul care circulă pe cablu determină calculatorul care poate emite;
  
• 
  802.5 (Token Ring) – este o reţea inel care poate transmite date la 4 sau la 16 Mbps.
  

2.2.2.6. Echipamente de reţea
O reţea presupune mai mult decât calculatoare şi cabluri, mai ales dacă este conectată cu alte reţele. Sunt necesare diferite echipamente pentru conectarea intra- şi inter- reţele.

Un repetor se foloseşte în cazurile în care distanţa între două elemente ale reţelei este mai mare decât distanţa admisă, pentru a reface parametrii fizici ai semnalului care transportă datele. Ceea ce se recepţionează la unul din capete va fi regenerat şi repetat la celălalt capăt.

Repetorul are rolul de a copia biti individuali între segmente de cablu diferite, deci permite transportarea semnalului pe o distantă mai mare; el nu interpretează cadrele pe care le recepţionează şi reprezintă cea mai simplă şi ieftină metodă de extindere a unei reţele locale. Pe măsură ce semnalul traversează cablul, el se degradează si este distorsionat. Acest proces poartă numele de atenuare. Repetorul permite transportarea semnalului pe o distantă mai mare, regenerând semnalele din reţea si retransmiţându-le mai departe pe alte segmente.

În corespondentă cu modelul OSI repetorul funcţionează la nivelul fizic, regenerând semnalul recepţionat de pe un segment de cablu si transmiţându-l pe alt segment (figura 15).

Repetoarele sunt utilizate în general pentru a extinde lungimea cablului acolo unde este nevoie. Pentru a putea fi utilizate, pachetele de date si protocoalele LLC (Logical Link Control – controlul legăturii logice) trebuie să fie identice pe ambele segmente (nu se pot conecta reţele LAN 802.3 - Ethernet - cu reţele LAN 802.5 - Token Ring); de asemenea ele trebuie să folosească aceeaşi metodă de acces (CSMA/CD). De asemenea, repetorul este folosit pentru a face legătura dintre medii de transmisie diferite (cablu coaxial - fibră optică, cablu coaxial gros - cablu coaxial subţire).


Figura 15. Repetorul în raport cu modelul OSI

Un dezavantaj al repetorului este acela că el copiază semnalul electronic, inclusiv zgomotul, de la un segment de reţea la altul.

Dacă cele două părţi ale reţelei folosesc aceiaşi parametri logici dar alţi parametri fizici, se foloseşte un convertor.

Un hub este un echipament care dispune de mai multe porturi pentru conectare; biţii primiţi pe unul din porturi vor fi imediat retrimişi pe celelalte porturi; poate fi privit ca un repetor cu mai multe porturi. Este utilizat ca nod în structurile stea.

Figura 16. HUB

Un bridge este folosit pentru legarea a două reţele independente. Un bridge are două porturi prin care se conectează la cele două reţele. Cadrele de date trimise dintr-o reţea care trebuie să ajungă în cealaltă reţea vor fi preluate de către bridge din reţeaua expeditoare şi depuse în reţeaua destinatară. Cadrele care au şi expeditorul şi destinaţia în aceeaşi reţea nu vor traversa însă bridge-ul. Fiecare adaptor de reţea are o adresă unică, iar decizia de traversare sau nu se face pe baza examinării adresei destinatarului.

Puntea (se mai întâlneşte si sub denumirea de: pod, bridge), lucrează la subnivelul MAC (Media Access Control) si funcţionează pe principiul că fiecare nod de reţea are propria adresă fizică. Puntea permite interconectarea reţelelor LAN de acelaşi tip sau de tipuri diferite. Puntea utilizează o tabelă de rutare pentru a memora informaţiile despre adresele calculatoarelor unde se transferă datele. Iniţial, tabela de rutare este goală, si pe parcurs ea este completată cu adresele sursă ale calculatoarelor. Adresele sursă, care de fapt sunt adresele MAC ale fiecărui nod, sunt adresele dispozitivelor care au iniţiat transmisia.

Punţile sunt utile în situaţiile următoare:

• 
  extinderea fizică a unei reţele LAN;
  
• 
  interconectarea reţelelor locale ce utilizează tehnici de control al accesului la mediu diferite.
  

Punţile la rândul lor sunt de mai multe tipuri:

• 
  punţi transparente: în acest caz puntea examinează adresele MAC din pachetele care circulă în reţelele la care este conectată si pe baza unor tabele de adrese decide pentru fiecare pachet reţeaua pe care trebuie transmis;
  
• 
  punţi cu rutare prin adresă, sau punti Token Ring, în acest caz punţile utilizează informaţia de rutare inclusă de sistemul sursă în câmpul din cadrul MAC. Aceste punti sunt specifice pentru interconectarea reţelelor Token Ring.
  

Dacă într-o firmă există mai multe reţele cu topologii diferite, atunci administrarea fluxurilor de date poate fi făcută de un calculator echipat cu mai multe cartele de reţea, care va juca rolul de punte între aceste reţele, ea asociind reţelele fizice diferite într-o aceeaşi reţea logică. Toate calculatoarele din această reţea logică au aceeaşi adresă logică de subreţea.

Figura 17. Puntea în raport cu modelul OSI

În corespondentă cu modelul OSI puntea lucrează la nivelul legăturii de date (mai precis la subnivelul MAC) şi în consecinţă operează cu adresele fizice ale calculatoarelor. Spre deosebire de repetor, puntea este capabilă să decodeze cadrul pe care-l primeşte pentru a face prelucrările necesare transmiterii pe reţeaua vecină. Puntea mută entităţi de transfer, numite cache si controlează validitatea conţinutului transferat.

Un switch poate fi privit ca un bridge cu mai multe porturi, cu câte o reţea separată conectată pe fiecare port. Un cadru de date recepţionat pe unul din porturi va fi analizat pentru a se decide pe care port să fie retransmis. Exterior se aseamănă foarte mult cu un hub şi este folosit, de asemenea, ca nod în structurile stea. Datorită direcţionării datelor doar către un singur alt port, o reţea construită cu switch-uri are performanţe semnificativ mai bune decât o reţea construită cu hub-uri.
Un router se foloseşte pentru interconectarea reţelelor; are mai multe interfeţe conectate fiecare la câte o reţea diferită. La recepţionarea unui pachet de date pe o interfaţă, router-ul despachetează datele pentru a verifica dacă şi unde trebuie trimise, apoi le reîmpachetează şi le depune pe interfaţa corespunzătoare. Fiecare calculator are o adresă unică (măcar una, pot fi mai multe) şi fiecare reţea are o adresă unică; se verifică cărei reţele aparţine adresa destinaţie.

Ruter-ul funcţionează la nivelul reţea al modelului ISO / OSI si este utilizat pentru interconectarea mai multor reţele locale de tipuri diferite, dar care utilizează acelaşi protocol de nivel fizic. Utilizarea lor asigură o mai mare flexibilitate a reţelei în ceea ce priveşte topologia acesteia.

La fel ca si la punte, informaţiile sunt memorate în tabele de rutare, care conţin informaţii de adresă. Tabela de rutare a unui ruter conţine adrese (numere) de reţea.



Figura 18. Ruter-ul în raport cu modelul OSI
Diferenţa între o punte şi un ruter este că în timp ce puntea operează cu adresele fizice ale calculatoarelor (luate din cadrul MAC) ruter-ele utilizează adresele logice (de reţea) ale calculatorului. În timp ce o punte asociază reţele fizice diferite într-o singură reţea logică, un ruter interconectează reţele logice diferite. Aceste adrese logice sunt administrate de nivelul retea si nu depind de tipul retelei locale. O caracteristică este aceea că ruter-ele nu pot comunica direct cu calculatoarele aflate la distantă, din această cauză ele nu cercetează adresa sistemului destinaţie, ci doar adresa reţelei de destinaţie.

Ruter-ul permite rutarea mesajelor de la sursă la destinaţie atunci când există mai multe posibilităţi de comunicare între cele două sisteme (ia decizii privitoare la traseul pe care urmează să-l parcurgă pachetul pentru a ajunge la destinaţie).

Datorită capacitătii de a determina cel mai bun traseu, printr-o serie de legături de date, de la o retea locală în care se află sistemul sursă la reteaua locală în care se află sistemul destinatie, un sistem de ruter-e poate asigura mai multe trasee active între cele două retele, făcând posibilă transmiterea mesajelor de la sistemul sursă la sistemul destinatie pe căi diferite.

În general un ruter utilizează un singur tip de protocol de nivel retea, si din acest motiv el nu va putea interconecta decât retele la care sistemele folosesc acelasi tip de protocol. De exemplu dacă există două retele, una utilizând protocolul TCP / IP si alta protocolul IPX, nu vom putea utiliza un ruter care utilizează TCP / IP. Acest ruter se mai numeste ruter dependent de protocol. Există însă si ruter-e care au implementate mai multe protocoale, făcând astfel posibilă rutarea între două retele care utilizează protocoale diferite, si care se numesc ruter-e multiprotocol.

Bruter este un echipament care combină calitătile unei punti si ale unui repetor. El poate actiona ca ruter pentru un anumit protocol si ca punte pentru altele.
Porţile de acces, numite şi gateway fac posibilă comunicaţia între sisteme de diferite arhitecturi si medii incompatibile. O poartă conectează două sisteme care nu folosesc acelaşi:

• 
  protocol de comunicatie;
  
• 
  structuri de formate;
  
• 
  limbaje;
  
• 
  arhitecturi.
  

În general aceste echipamente permit conectarea la un mainframe a reţelelor locale. Termenul de poartă se utilizează pentru a desemna orice dispozitiv care conectează două sau mai multe reţele de tipuri diferite.

Porţile reprezintă de obicei servere dedicate într-o reţea, care convertesc mesajele primite într-un limbaj de e-mail care poate fi înţeles de propriul sistem. Ele realizează o conversie de protocol pentru toate cele şapte niveluri OSI , si operează la nivelul transport al modelului ISO / OSI. Sarcina unei porţi este de a face conversia de la un set de protocoale de comunicaţie la un alt set de protocoale de comunicaţie.

Din cele prezentate putem face următoarea legătura între nivelurile modelului OSI la care operează echipamentele si numele acestora:

• 
  nivelul fizic -> repetoare, copiază biţi individuali între segmente diferite de cablu;
  
• 
  nivelul legătură de date ->punţi, interconectează reţele LAN de acelaşi tip sau de tipuri diferite;
  
• 
  nivelul reţea ->ruter-e, interconectează mai multe reţele locale de tipuri diferite, dar care utilizează acelaşi protocol de nivel fizic
  
• 
  nivelul transport -> porţi de acces, fac posibilă comunicaţia între sisteme de diferite arhitecturi si medii incompatibile.
  
• 
  de la nivelul 4 în sus -> porţi de aplicaţii, permit cooperarea de la nivelul 4 în sus.
  

7.