Transcript of Retele ed4 tanenbaum(romana)
- 1. Reele de calculatoare EDIIA A PATRAAndrew S. Tanenbaum
Universitatea Vrijie Amsterdam, Olanda 2003 Byblos srl,
www.byblos.ro
- 2. Traducere: Colectivul de coordonare: prof. dr. ing. Valentin
Cristea prof. dr. ing. Eugenia Kalisz prof. dr. ing. Nicolae pu
Colectivul de traductori: as.ing. Ana Vrbnescu stud. Corina Stratan
prep. ing. Sabina erbu ing. Mihaela Negru prep. ing. Natalia Costea
as. ing. Rzvan Rughini prep. ing. Liviu Dragomirescu stud. Octavian
Udrea stud. Bogdan Viinescu ing. Mihaela Nea stud. Vlad Sima stud.
Ctlin Crstoiu stud. Mihai Mircea stud. Cristi Orban stud. Ozana
Dragomir stud. Andrei Agapi stud. Ana Maria Oprescu stud. Ionu
Frujin stud. Gabi Ghini stud. Paul Chiri ing. Raluca Busurca stud.
Vlad Panait ing. Octavian Purdil stud. Radu Niculi stud. Ctlin
ComanPregtire, design, producie: Mihai Scoraru, Claudiu Soroiu,
Adrian PopEditat de BYBLOS s.r.l., 2003 Bucureti, Str. Constantin
Rdulescu Motru 13/42, Tel: +40-(0)21-3309281Sub licen Pearson
Education, Inc. dup: Computer Networks, 4th ed. de Andrew S.
Tanenbaum 2003, 1996 by Pearson Education, Inc., Prentice-Hall PTR
Upper Saddle River, New Jersey 07458Tiprit n Romnia, la MASTER
DRUCK, 3400 Cluj-Napoca, Str. Liebknecht 2, Tel:
+40-(0)264-432497ISBN: 973-0-03000-6 Toate drepturile sunt
rezervate. Nici o parte a acestei cri nu poate fi reprodus, ntr-o
form sau printr-un mijloc oarecare, fr permisiunea scris a
editorului. Toate numele produselor menionate aici sunt mrci
nregistrate ale respectivilor proprietari.
- 3. Reele de calculatoare EDIIA A PATRA Pentru Suzanne, Barbara,
Marvin i n memoria lui Bram i a lui Sweetie
- 4. Alte titluri de mare succes ale lui Andrew S.
Tanenbaum:Sisteme distribuite: principii i paradigmeAceast nou
carte, scris mpreun cu Maarten van Steen, prezint att principiile,
ct i para-digmele sistemelor distribuite moderne. n prima parte
sunt tratate n detaliu principiile de co-municare, procesele,
numele, sincronizarea, consistena i replicarea, tolerana la erori i
securi-tatea. n cea de-a doua parte se trece la prezentarea unor
paradigme diferite folosite pentrucrearea sistemelor distribuite,
inclusiv sisteme bazate pe obiecte, sisteme distribuite de
fiiere,sisteme bazate pe documente i sisteme bazate pe coordonare.
Sunt discutate pe larg numeroa-se exemple.Sisteme de operare
moderne, ediia a douaAcest text de mare succes prezint n detaliu
principiile sistemelor de operare i le ilustreaz cuajutorul a
numeroase exemple inspirate din lumea real. Dup un prim capitol
introductiv, ur-mtoarele cinci capitole trateaz conceptele de baz:
procese i fire de execuie, situaii de bloca-re, gestiunea memoriei,
operaii de intrare/ieire. Urmtoarele ase capitole trateaz noiuni
maiavansate, incluznd sisteme multimedia, sisteme multiprocesor,
securitate. La sfritul crii suntprezentate dou studii de caz
detaliate: UNIX/Linux i Windows 2000.Organizarea structurat a
calculatoarelor, ediia a patraAceast carte clasic, citit n lumea
ntreag i ajuns acum la cea de-a patra ediie, furnizeazintroducerea
ideal n studiul arhitecturii calculatoarelor. Subiectul este
prezentat ntr-o manieruor de neles ncepnd cu prezentarea
conceptelor de baz. Exist un capitol dedicat ncepto-rilor care
prezint logica digital, urmat de capitole n care sunt prezentate
microarhitectura, se-tul de instruciuni de la nivelul arhitecturii,
sistemele de operare, limbajul de asamblare iarhitecturile paralele
de calculatoare.Sisteme de operare: proiectare i implementare,
ediia a douaAcest text despre sisteme de operare, scris mpreun cu
Albert S. Woodhull, este singura carte ceacoper att principiile
sistemelor de operare ct i aplicaiile acestora la un sistem real.
Sunt tra-tate n detaliu toate subiectele tradiionale legate de
sistemele de operare. n plus, principiilesunt ilustrate cu grij de
MINIX, un sistem de operare gratuit, de tip UNIX, pentru
calculatoarepersonale. Fiecare carte conine un CD-ROM care conine
sistemul MINIX complet (cod binari surs). Codul surs este prezentat
ntr-o anex a crii i este explicat n detaliu n text.
- 5. CUPRINSPREFA XVII1. INTRODUCERE 1 1.1 UTILIZRILE REELELOR DE
CALCULATOARE 2 1.1.1 Aplicaii comerciale 3 1.1.2 Aplicaii domestice
5 1.1.3 Utilizatorii mobili 9 1.1.4 Aspecte sociale 11 1.2
HARDWARE-UL REELEI 13 1.2.1 Reele locale 15 1.2.2 Reele
metropolitane 16 1.2.3 Reele larg rspndite geografic 17 1.2.4 Reele
fr fir 19 1.2.5 Reelele casnice (Home networks) 21 1.2.6
Inter-reelele 23 v
- 6. vi CUPRINS 1.3 PROGRAMELE DE REEA 24 1.3.1 Ierarhiile de
protocoale 24 1.3.2 Probleme de proiectare a nivelurilor 28 1.3.3
Servicii orientate pe conexiuni i servicii fr conexiuni 29 1.3.4
Primitive de serviciu 31 1.3.5 Relaia dintre servicii i protocoale
33 1.4 MODELE DE REFERIN 34 1.4.1 Modelul de referin OSI 34 1.4.2
Modelul de referin TCP/IP 37 1.4.3 O comparaie ntre modelele de
referin OSI i TCP 40 1.4.4 O critic a modelului i protocoalelor OSI
41 1.4.5 O critic a modelului de referin TCP/IP 43 1.5 EXEMPLE DE
REELE 44 1.5.1 Internet 44 1.5.5 Reele orientate pe conexiune 53
1.5.3 Ethernet 59 1.5.4 Reele fr fir: 802.11 61 1.6 STANDARDIZAREA
REELELOR 64 1.6.1 Whos Who n lumea telecomunicaiilor 64 1.6.2 Whos
Who n lumea standardelor internaionale 66 1.6.3 Whos Who n lumea
standardelor Internet 68 1.7 UNITI DE MSUR 69 1.8 RESTUL CRII N
REZUMAT 70 1.9 REZUMAT 71 1.10 PROBLEME 72 2. NIVELUL FIZIC 77 2.1
BAZELE TEORETICE ALE COMUNICRII DE DATE 77 2.1.1 Analiza Fourier 78
2.1.2 Semnalele cu band de frecven limitat 78 2.1.3 Viteza maxim de
transfer de date a unui canal 81
- 7. CUPRINS vii2.2 MEDII DE TRANSMISIE GHIDAT 82 2.2.1 Medii
magnetice 82 2.2.2 Cablul torsadat 83 2.2.3 Cablu Coaxial 84 2.2.4
Fibre optice 842.3 COMUNICAIILE FR FIR 90 2.3.1 Spectrul
electromagnetic 91 2.3.2 Transmisia radio 93 2.3.3 Transmisia prin
microunde 94 2.3.4 Undele infraroii i milimetrice 97 2.3.5
Transmisia undelor luminoase 972.4 SATELII DE COMUNICAIE 98 2.4.1
Satelii geostaionari 99 2.4.2 Satelii de altitudine medie 103 2.4.3
Satelii de joas altitudine 103 2.4.4 Sateliii n comparaie cu
fibrele optice 1052.5 SISTEMUL TELEFONIC 107 2.5.1 Structura
sistemului telefonic 107 2.5.2 Politica din domeniul telefonic 110
2.5.3 Bucla local: Modemuri, ADSL i transmisia fr fir 112 2.5.4
Trunchiuri i multiplexare 123 2.5.5 Comutarea 1322.6 SISTEMUL DE
TELEFONIE MOBIL 136 2.6.1 Prima generaie de telefoane mobile: Voce
analogic 137 2.6.2 A doua generaie de telefoane mobile: Voce
digital 141 2.6.3 A treia generaie de telefoane mobile: Voce
digital i date 1492.7 TELEVIZIUNEA PRIN CABLU 151 2.7.1 Televiziune
prin antena colectiv 151 2.7.2 Internet prin cablu 152 2.7.3
Alocarea de spectru 154 2.7.4 Modemuri de cablu 155 2.7.5 Comparaie
ntre ADSL i cablu 1572.8 REZUMAT 158
- 8. viii CUPRINS 2.9 PROBLEME 159 3. NIVELUL LEGTUR DE DATE 165
3.1 ASPECTE ALE PROIECTRII NIVELULUI LEGTUR DE DATE 166 3.1.1
Servicii oferite nivelului reea 166 3.1.2 ncadrarea 169 3.1.3
Controlul erorilor 172 3.1.4 Controlul fluxului 173 3.2 DETECTAREA
I CORECTAREA ERORILOR 173 3.2.1 Coduri corectoare de erori 174
3.2.2 Coduri detectoare de erori 176 3.3 PROTOCOALE ELEMENTARE
PENTRU LEGTURA DE DATE 179 3.3.1 Un protocol simplex fr restricii
183 3.3.2 Un protocol simplu Stop-and-Wait (pas-cu-pas) 184 3.3.3
Un protocol simplex pentru un canal cu zgomote 186 3.4 PROTOCOALE
CU FEREASTR GLISANT 189 3.4.1 Un protocol cu fereastr glisant de un
bit 191 3.4.2 Un protocol de revenire cu n pai (Go Back n) 194
3.4.3 Un protocol cu repetare selectiv 199 3.5 VERIFICAREA
PROTOCOALELOR 204 3.5.1 Modele de tip automat finit 204 3.5.2
Modele de tip reea Petri 207 3.6 EXEMPLE DE PROTOCOALE ALE LEGTURII
DE DATE 209 3.6.1 HDLC - Controlul de nivel nalt al legturii de
date 209 3.6.2 Nivelul legturii de date n Internet 212 3.7 REZUMAT
216 3.8 PROBLEME 217
- 9. CUPRINS ix4. SUBNIVELUL DE ACCES LA MEDIU 223 4.1 PROBLEMA
ALOCRII CANALULUI 224 4.1.1 Alocarea static a canalului n reelele
LAN i MAN 224 4.1.2 Alocarea dinamic a canalului n reelele LAN i
MAN 225 4.2 PROTOCOALE CU ACCES MULTIPLU 226 4.2.1 ALOHA 226 4.2.2
Protocoale cu acces multiplu i detecie de purttoare 230 4.2.3
Protocoale fr coliziuni 233 4.2.4 Protocoale cu conflict limitat
235 4.2.5 Protocoale cu acces multiplu cu divizarea frecvenei 238
4.2.6 Protocoale pentru reele LAN fr fir 241 4.3 ETHERNET 243 4.3.1
Cablarea Ethernet 244 4.3.2 Codificarea Manchester 247 4.3.3
Protocolul subnivelului MAC Ethernet 248 4.3.4 Algoritmul de
regresie exponenial binar 250 4.3.5 Performanele Ethernet-ului 251
4.3.6 Ethernetul comutat 253 4.3.7 Ethernet-ul rapid 254 4.3.8
Ethernetul Gigabit 257 4.3.9 IEEE 802.2: Controlul legturilor
logice 260 4.3.10 Retrospectiva Ethernetului 261 4.4 REELE LOCALE
FR FIR 262 4.4.1. Stiva de protocoale 802.11 262 4.4.2. Nivelul
fizic al 802.11 263 4.4.3 Protocolul subnivelului MAC al 802.11 265
4.4.4 Formatul cadrului 802.11 269 4.4.5 Servicii 270 4.5 REELE FR
FIR DE BAND LARG 271 4.5.1 Comparaie ntre 802.11 i 802.16 272 4.5.2
Stiva de protocoale 802.16 273 4.5.3 Nivelul fizic 802.16 274 4.5.4
Protocolul subnivelului MAC la 802.16 276 4.5.5 Structura cadrului
802.16 278
- 10. x CUPRINS 4.6 BLUETOOTH 278 4.6.1 Arhitectura Bluetooth 279
4.6.2 Aplicaii Bluetooth 280 4.6.3 Stiva de protocoale Bluetooth
281 4.6.4 Nivelul Bluetooth radio 282 4.6.5 Nivelul band de baz
Bluetooth 283 4.6.6 Nivelul L2CAP Bluetooth 284 4.6.7 Structura
cadrului Bluetooth 284 4.7. COMUTAREA LA NIVELUL LEGTURII DE DATE
285 4.7.1 Puni de la 802.x la 802.y 287 4.7.2 Interconectarea local
a reelelor 289 4.7.3 Puni cu arbore de acoperire 290 4.7.4 Puni
aflate la distan 292 4.7.5 Repetoare, Noduri, Puni, Comutatoare,
Rutere i Pori 292 4.7.6 LAN-uri virtuale 295 4.8 REZUMAT 302 4.9
PROBLEME 303 5. NIVELUL REEA 309 5.1 CERINELE DE PROIECTARE ALE
NIVELULUI REEA 309 5.1.1 Comutare de pachete de tip
Memoreaz-i-Retransmite (Store-and-Forward) 310 5.1.2 Servicii
furnizate nivelului transport 310 5.1.3 Implementarea serviciului
neorientat pe conexiune 311 5.1.4 Implementarea serviciilor
orientate pe conexiune 313 5.1.5 Comparaie ntre subreele cu
circuite virtuale i subreele datagram 314 5.2 ALGORITMI DE DIRIJARE
315 5.2.1 Principiul optimalitii 317 5.2.2 Dirijarea pe calea cea
mai scurt 318 5.2.3 Inundarea 320 5.2.4 Dirijare cu vectori distan
321 5.2.5 Dirijarea folosind starea legturilor 324 5.2.6 Dirijare
ierarhic 329 5.2.7 Dirijarea prin difuzare 331 5.2.8 Dirijarea cu
trimitere multipl (multicast) 333
- 11. CUPRINS xi 5.2.9 Dirijarea pentru calculatoare gazd mobile
334 5.2.10 Dirijarea n reele AD HOC 337 5.2.11 Cutarea nodurilor n
reele punct la punct 3415.3 ALGORITMI PENTRU CONTROLUL CONGESTIEI
345 5.3.1 Principii generale ale controlului congestiei 347 5.3.2
Politici pentru prevenirea congestiei 348 5.3.3 Controlul
congestiei n subreelele bazate pe circuite virtuale 349 5.3.4
Controlul congestiei n subreele datagram 351 5.3.5 mprtierea
ncrcrii 353 5.3.6 Controlul fluctuaiilor 3555.4 CALITATEA
SERVICIILOR 356 5.4.1 Cerine 356 5.4.2 Tehnici pentru obinerea unei
bune caliti a serviciilor 357 5.4.3 Servicii integrate 367 5.4.4
Servicii difereniate 370 5.4.5 Comutarea etichetelor i MPLS 3725.5
INTERCONECTAREA REELELOR 374 5.5.1 Prin ce difer reelele 376 5.5.2
Cum pot fi conectate reelele 377 5.5.3 Circuite virtuale
concatenate 378 5.5.4 Interconectarea reelelor fr conexiuni 379
5.5.5 Trecerea prin tunel 380 5.5.6 Dirijarea n reele
interconectate 382 5.5.7 Fragmentarea 3835.6 NIVELUL REEA N
INTERNET 386 5.6.1 Protocolul IP 388 5.6.2 Adrese IP 391 5.5.4
Protocoale de control n Internet 401 5.5.5 Protocolul de dirijare
folosit de porile interioare: OSPF 406 5.6.5 Protocolul de dirijare
pentru pori externe: BGP 411 5.6.6 Trimiterea multipl n Internet
412 5.6.7 IP mobil 413 5.6.8 IPv6 4155.7 REZUMAT 423
- 12. xii CUPRINS 5.8 PROBLEME 423 6. NIVELUL TRANSPORT 431 6.1
SERVICIILE OFERITE DE NIVELUL TRANSPORT 431 6.1.1 Servicii
furnizate nivelurilor superioare 431 6.1.2 Primitivele serviciilor
de transport 433 6.1.3 Socluri Berkeley 436 6.1.4 Un exemplu de
programare cu socluri: server de fiiere pentru Internet 437 6.2
NOIUNI DE BAZ DESPRE PROTOCOALELE DE TRANSPORT 441 6.2.1 Adresarea
442 6.2.2 Stabilirea conexiunii 445 6.2.3 Eliberarea conexiunii 449
6.2.4 Controlul fluxului i memorarea temporar (buffering) 453 6.2.5
Multiplexarea 457 6.2.6 Refacerea dup cdere 458 6.3 UN PROTOCOL
SIMPLU DE TRANSPORT 460 6.3.1 Primitivele serviciului ales ca
exemplu 460 6.3.2 Entitatea de transport aleas ca exemplu 461 6.3.3
Exemplul vzut ca un automat finit 468 6.4 PROTOCOALE DE TRANSPORT
PRIN INTERNET: UDP 471 6.4.1. Introducere n UDP 471 6.4.2. Apel de
procedur la distan (Remote Procedure Call) 472 6.4.3 Protocolul de
transport n timp real Real-Time Transport Protocol 474 6.5.
PROTOCOALE DE TRANSPORT PRIN INTERNET: TCP 477 6.5.1 Introducere n
TCP 477 6.5.2 Modelul serviciului TCP 478 6.5.3 Protocolul TCP 480
6.5.4 Antetul segmentului TCP 481 6.5.5 Stabilirea conexiunii TCP
484 6.5.6 Eliberarea conexiunii TCP 485 6.5.7 Modelarea
administrrii conexiunii TCP 485 6.5.8 Politica TCP de transmisie a
datelor 487 6.5.9 Controlul congestiei n TCP 490 6.5.10
Administrarea contorului de timp n TCP 493
- 13. CUPRINS xiii 6.5.11 TCP i UDP n conexiune fr fir 496 6.5.12
TCP Tranzacional 498 6.6 ELEMENTE DE PERFORMAN 499 6.6.1 Probleme
de performan n reelele de calculatoare 500 6.6.2 Msurarea
performanelor reelei 502 6.6.3 Proiectarea de sistem pentru
performane superioare 504 6.6.4 Prelucrarea rapid a TPDU-urilor 507
6.6.5 Protocoale pentru reele gigabit 510 6.7 REZUMAT 514 6.8
PROBLEME 5157. NIVELUL APLICAIE 521 7.1 DNS - SISTEMUL NUMELOR DE
DOMENII 521 7.1.1 Spaiul de nume DNS 522 7.1.2 nregistrri de
resurse 524 7.1.3 Servere de nume 527 7.2 POTA ELECTRONIC 529 7.2.1
Arhitectur i servicii 530 7.2.2 Agentul utilizator 532 7.2.3
Formatele mesajelor 534 7.2.4 Transferul mesajelor 540 7.2.5
Livrarea final 543 7.3 WORLD WIDE WEB 548 7.3.1 Aspecte
arhitecturale 549 7.3.2 Documente Web statice 564 7.3.3 Documente
Web dinamice 576 7.3.4 HTTP HyperText Transfer Protocol 583 7.3.5
mbuntiri ale performanei 588 7.3.6 Web-ul fr fir 593 7.4 MULTIMEDIA
602 7.4.1 Introducere in sunetele digitale 603 7.4.2 Compresia
audio 605 7.4.3 Fluxuri audio 607
- 14. xiv CUPRINS 7.4.4 Radio prin Internet 610 7.4.5 Voce peste
IP 613 7.4.6 Introducere la video 618 7.4.7 Compresia video 621
7.4.8 Video la cerere 628 7.4.9 MBone - Coloana vertebral pentru
trimitere multipl 634 7.5 REZUMAT 637 7.6 PROBLEME 638 8.
SECURITATEA REELELOR 645 8.1 CRIPTOGRAFIA 648 8.1.1 Introducere n
criptografie 648 8.1.2 Cifrurile cu substituie 651 8.1.3 Cifrurile
cu transpoziie 652 8.1.4 Chei acoperitoare 653 8.1.5 Dou principii
criptografice fundamentale 657 8.2 ALGORITMI CU CHEIE SECRET 658
8.2.1 DES Data Encryption Standard 660 8.2.2 AES Advanced
Encryption Standard 662 8.2.3 Moduri de cifrare 666 8.2.4 Alte
cifruri 670 8.2.5 Criptanaliza 671 8.3 ALGORITMI CU CHEIE PUBLIC
671 8.3.1 RSA 672 8.3.2 Ali algoritmi cu cheie public 674 8.4
SEMNTURI DIGITALE 674 8.4.1 Semnturi cu cheie simetric 675 8.4.2
Semnturi cu cheie public 676 8.4.3 Rezumate de mesaje 677 8.4.4
Atacul zilei de natere 681 8.5 GESTIONAREA CHEILOR PUBLICE 682
8.5.1 Certificate 683 8.5.2 X.509 684
- 15. CUPRINS xv 8.5.3 Infrastructuri cu chei publice 685 8.6
SECURITATEA COMUNICAIEI 688 8.6.1 IPsec 689 8.6.2 Ziduri de
protecie 692 8.6.3 Reele private virtuale 695 8.6.4 Securitatea n
comunicaiile fr fir 696 8.7 PROTOCOALE DE AUTENTIFICARE 700 8.7.1
Autentificare bazat pe cheie secret partajat 701 8.7.2 Stabilirea
unei chei secrete: schimbul de chei Diffie-Hellman 705 8.7.3
Autentificarea folosind un Centru de Distribuia Cheilor 707 8.7.4
Autentificarea folosind Kerberos 709 8.7.5 Autentificarea folosind
criptografia cu cheie public 711 8.8 CONFIDENIALITATEA POTEI
ELECTRONICE 712 8.8.1 PGP-Pretty Good Privacy (rom.:
Confidenialitate Destul de Bun) 712 8.8.2 PEM-Privacy Enhanced Mail
(Pot cu Confidenialitate Sporit) 716 8.8.3 S/MIME 717 8.9
SECURITATEA WEB-ULUI 717 8.9.1 Pericole 718 8.9.2 Sigurana numelor
718 8.9.3 SSL Nivelul soclurilor sigure (Secure Sockets Layer) 725
8.9.4 Securitatea codului mobil 728 8.10 IMPLICAII SOCIALE 730
8.10.1 Confidenialitate 731 8.10.2 Libertatea de exprimare 733
8.10.3 Dreptul de autor 736 8.11 REZUMAT 738 8.12 PROBLEME 7399.
RECOMANDRI DE LECTUR I BIBLIOGRAFIE 745 9.1 SUGESTII PENTRU LECTURI
VIITOARE 745 9.1.1 Lucrri introductive i generale 746 9.1.2 Nivelul
fizic 747
- 16. xvi CUPRINS 9.1.3 Nivelul legtur de date 749 9.1.4
Subnivelul de control al accesului la mediu 750 9.1.5 Nivelul reea
751 9.1.6 Nivelul transport 753 9.1.7 Nivelul aplicaie 753 9.1.8
Securitatea reelelor 754 9.2 BIBLIOGRAFIE N ORDINE ALFABETIC 756
INDEX 777
- 17. PREFA Aceast carte este acum la a patra ediie. Fiecare
ediie a corespuns unei etape diferite n modulde utilizare a
reelelor de calculatoare. Cnd a aprut prima ediie, n 1980, reelele
erau o curiozita-te academic. n 1988, cnd a aprut a doua ediie,
reelele erau folosite de universiti i de marilefirme. Cnd a aprut a
treia ediie n 1996, reelele de calculatoare, n special Internet-ul,
au devenito realitate zilnic pentru milioane de oameni. Noutatea
celei de a patra ediii o reprezint evoluiarapid a reelelor fr fir,
n numeroase forme. Imaginea reelelor de calculatoare s-a modificat
radical de la ediia a treia. n anii 90 a existat ovarietate de
reele de tip LAN i WAN, mpreun cu stivele de protocoale aferente. n
anul 2003,singura reea de tip LAN larg utilizat ce utilizeaz mediul
ghidat de transmisie este Ethernet ipractic toate reelele WAN
existente sunt conectate la Internet. n consecin, o important
cantita-te de informaie referitoare la reelele mai vechi a fost
nlturat. Oricum, noile realizri n domeniu sunt i ele consistente.
Cel mai important progres l-au nregis-trat comunicaiile fr fir,
inclusiv 802.11, buclele locale de telefonie fr fir, a doua i a
treia genera-ie de reele celulare (2G i 3G), Bluetooth, WAP, i-mode
i altele. n consecin, a fost adugat oimportant cantitate de
informaie despre reelele fr fir. Un alt subiect important de
actualitateeste securitatea n reele, pentru care a fost adugat n
carte un capitol separat. Dei cap. 1 are aceeai funcie introductiv
pe care o avea i n ediia a treia, cuprinsul a fostrevizuit i
actualizat. De exemplu, sunt prezentate introduceri despre
Internet, Ethernet, reeleLAN fr fir, mpreun cu istoricul i
originile acestora. Sunt tratate pe scurt i reelele
pentruutilizatori casnici. xvii
- 18. xviii PREFA Cap. 2 a fost restructurat ntr-o oarecare msur.
Dup o scurt introducere n principiilecomunicaiilor de date, exist
trei seciuni majore despre transmisii (prin medii ghidate, mediifr
fir i satelii) urmate de nc trei seciuni cu studii de caz (reele
comutate de telefoniepublic, reele de telefonie mobil i reele de
televiziune prin cablu). Printre noile subiecteexpuse n acest
capitol se numr ADSL, comunicaia fr fir n band larg, reele
metropoli-tane fr fir, accesul Internet prin cablu i DOCSIS. Cap. 3
s-a ocupat dintotdeauna cu principiile fundamentale ale
protocoalelor punct-la-punct.Ideile expuse aici au rmas n vigoare
timp de decenii. Ca urmare succesiunea detaliat de exemplede
protocoale prezentate n acest capitol a rmas practic neschimbat de
la a treia ediie. Din contr, n zona subnivelului MAC a existat o
activitate intens n ultimii ani, aa cs-au produs multe schimbri n
cap. 4. Seciunea dedicat Ethernet-ului a fost extins pen-tru a
include i Gigabit Ethernet. S-au introdus seciuni complet noi
despre LAN-uri frfir, comunicaie fr fir n band larg, Bluetooth i
comutare la nivel de legtur de date,inclusiv MPLS. Cap. 5 a fost de
asemenea actualizat: au fost nlturate toate materialele referitoare
laATM i au fost adugate materiale suplimentare despre Internet. Un
alt subiect importanteste calitatea serviciilor, cuprinznd expuneri
despre servicii integrate i servicii difereniate.Sunt prezente n
acest capitol i reelele fr fir, mpreun cu o discuie despre rutarea
n ree-le ad-hoc. Alte aspecte noi includ NAT i reelele de la egal
la egal (peer-to-peer). Cap. 6 trateaz n continuare nivelul
transport, dar i aici au avut loc unele schimbri. Prin-tre acestea
se numr un exemplu de programare a soclurilor (sockets). Sunt
prezentate i co-mentate dou programe de cte o pagin scrise n
limbajul C. Aceste programe, disponibile ipe situl Web al crii, pot
fi compilate i rulate. mpreun ele furnizeaz o aplicaie de server
defiiere sau server de Web, pentru experimentare. Alte subiecte noi
includ apelul procedurilor la dis-tan, RTP i tranzacii/TCP. Cap. 7,
relativ la nivelul aplicaie, a fost mai clar orientat. Dup o scurt
introducere nDNS, restul capitolului trateaz trei aspecte: pot
electronic, Web i multimedia. Fiecaredintre acestea este tratat
foarte detaliat. Discuia despre modul de funcionare a Web-ului
sentinde acum pe mai mult de 60 de pagini, acoperind multe
subiecte, printre care pagini Webstatice i dinamice, HTTP,
scripturi CGI, reele cu livrare bazat pe coninut, cookies i
ps-trarea temporar n memoria ascuns (cache) a Web-ului. Sunt
prezente i materiale despremodul de scriere a paginilor Web
moderne, cu scurte introduceri n XML, XSL, XHTML,PHP i altele,
toate nsoite de exemple funcionale. Este menionat i accesul Web fr
fir, cuaccent asupra i-mode i WAP. Seciunea de multimedia cuprinde
acum MP3, fluxuri audio,radio prin Internet i transmisii de voce
peste IP. Securitatea reelelor a devenit azi att de important nct i
s-a acordat un nou capitol n-sumnd peste 100 de pagini. Sunt
prezentate att principii de securitate (algoritmi simetrici
ialgoritmi cu chei publice, semnturi digitale i certificate X.509)
ct i aplicaii ale acestorprincipii (autentificare, securitatea
potei electronice i securitatea Web). Acest capitol este
- 19. PREFA xixatt ntins ca arie de acoperire (de la criptografie
cuantic pn la cenzura guvernamental)ct i bogat n detalii (de
exemplu modul de funcionare al algoritmului SHA-1). Cap. 9, conine
o list complet nou de recomandri bibliografice, ct i o bibliografie
cu-prinztoare de peste 350 de titluri. Peste 200 dintre aceste
lucrri sunt scrise dup anul 2000. Crile despre computere conin
foarte multe acronime. Nici cartea de fa nu face excep-ie. Dup ce
ai terminat de citit aceast carte, urmtorii termeni ar trebui s
nsemne cevapentru dumneavoastr: ADSL, AES, AMPS, AODV, ARP, ATM,
BGP, CDMA, CDN, CGI,CIDR, DCF, DES, DHCP, DMCA, FDM, FHSS, GPRS,
GSM, HDLC, HFC, HTML, HTTP,ICMP, IMAP, ISP, ITU, LAN, LMDS, MAC,
MACA, MIME, MPEG, MPLS, MTU, NAP,NAT, NSA, NTSC, OFDM, OSPF, PCF,
PCM, PGP, PHP, PKI, POTS, PPP, PSTN, QAM,QPSK, RED, RFC, RSA, RSVP,
RTP, SSL, TCP, TDM, UDP, URL, UTP, VLAN, VPN,VSAT, WAN, WAP, WDMA,
WEP, WWW i XML. Dar nu v ngrijorai. Ficare din acetitermeni va fi
cu atenie explicat nainte de a fi utilizat. Pentru a-i ajuta pe
instructorii care do-resc s foloseasc aceast carte ca suport de
curs, autorul a pregtit o varietate de materialeauxiliare, printre
care: Un manual cu soluiile problemelor. Fiiere coninnd toate
figurile n diferite formate Un simulator (scris n C) pentru
exemplele de protocoale din Cap. 3. O pagin de web cu link-uri ctre
ndrumare practice, organizaii, ntrebri frecvente, etcManualul cu
soluii este disponibil la Prentice Hall (dar numai pentru
instructori, nu i pentru stu-deni). Toate celelalte materiale pot
fi gsite pe situl crii, la adresa:
http://www.prenhall.com/tanenbaumDe acolo, facei click pe coperta
crii. Multe persoane m-au ajutat n timpul lucrului la a patra
ediie. A dori n mod deosebit s mul-umesc urmtoarelor persoane: Ross
Anderson, Elizabeth Belding-Royer, Steve Bellovin,Chatschick
Bisdikian, Kees Bot, Scott Bradner, Jennifer Bray, Pat Cain, Ed
Felten, Warwick Ford,Kevin Fu, Ron Fulle, Jim Geier, Mario Gerla,
Natalie Giroux, Steve Hanna, Jeff Hayes, AmirHerzberg, Philip
Homburg, Philipp Hoschka, David Green, Bart Jacobs, Frans Kaashoek,
SteveKent, Roger Kermode, Robert Kinicki, Shay Kutten, Rob
Lanphier, Marcus Leech, Tom Maufer,Brent Miller, Shivakant Mishra,
Thomas Nadeau, Shlomo Ovadia, Kaveh Pahlavan, Radia
Perlman,Guillaume Pierre, Wayne Pleasant, Patrick Powell, Thomas
Robertazzi, Medy Sanadidi, ChristianSchmutzer, Henning Schulzrinne,
Paul Sevinc, Mihail Sichitiu, Bernard Sklar, Ed Skoudis,
BobStrader, George Swallow, George Thiruvathukal, Peter Tomsu,
Patrick Verkaik, Dave Vittali,Spyros Voulgaris, Jan-Mark Wams,
Ruediger Weis, Bert Wijnen, Joseph Wilkes, Leendert vanDoorn i
Maarten van Steen. Mulumiri speciale sunt adresate lui Trudy Levine
care a demonstrat c bunicile pot face o trea-b excelent recapitulnd
materialul tehnic. Shivakant Mishra s-a gndit la multe dintre
problemele
- 20. xx PREFAdificile de la sfritul capitolelor. Andy Dornan
mi-a recomandat lecturi suplimentare pentru Cap. 9.Jan Looyen a
furnizat echipamente hardware indispensabile ntr-un moment critic.
Dr. F de Nies s-adovedit un expert n materie de cut-and-paste
atunci cnd a fost necesar. Editorul meu de laPrentice Hall, Mary
Franz m-a aprovizionat cu mai multe materiale pentru citit dect
consumasemn precedenii 7 ani i m-a ajutat n numeroase alte situaii.
n sfrit, am ajuns la persoanele cele mai importante: Suzanne,
Barbara i Marvin. Suzanneipentru dragoste, rbdare i prnzurile din
excursiile la iarb verde. Barbarei i lui Marvin pentru cau fost
veseli i amuzani n permanen (mai puin atunci cand se plngeau de
ngrozitoarele manu-ale pentru colegiu, fapt ce m-a fcut s fiu mai
cu picioarele pe pmnt). V mulumesc. ANDREW S. TANENBAUM
- 21. 1 INTRODUCERE Fiecare din ultimele trei secole a fost
dominat de o anumit tehnologie. Secolul al XVIII-lea afost secolul
marilor sisteme mecanice care au nsoit Revoluia Industrial. Secolul
al XIX-lea a fostepoca mainilor cu aburi. n secolul XX, tehnologia
cheie este legat de colectarea, prelucrarea idistribuirea
informaiei. Printre alte realizri, am asistat la instalarea
reelelor telefonice mondiale, lainvenia radioului i a televiziunii,
la naterea i creterea nemaivzut a industriei de calculatoare ila
lansarea sateliilor de comunicaii. Datorit progresului tehnologic
rapid, aceste domenii converg n ritm alert, iar diferenele
ntrecolectarea, transportul, stocarea i prelucrarea informaiei
dispar pe zi ce trece. Organizaii cu sutede birouri rspndite pe o
arie geografic larg se ateapt s poat examina n mod curent
printr-osimpl apsare de buton chiar i echipamentele lor cele mai
ndeprtate. Pe msur ce posibilitilenoastre de a colecta, prelucra i
distribui informaia cresc tot mai mult, cererea pentru o
prelucrareai mai sofisticat a informaiei crete i mai rapid. Dei
industria de calculatoare este nc tnr n comparaie cu alte industrii
(de exemplu, con-strucia de automobile i transportul aerian),
domeniul calculatoarelor a cunoscut un progres spec-taculos ntr-un
timp scurt. n primele decenii de existen sistemele de calcul erau
foarte centralizate,de obicei n interiorul unei singure ncperi.
Adesea, aceast ncpere avea perei de sticl prin carevizitatorii se
puteau holba la marea minune electronic dinuntru. O companie de
mrime mijlociesau o universitate ar fi putut avea unul sau dou
calculatoare, n timp ce instituiile mari aveau celmult cteva zeci.
Ideea c, n mai puin de 20 de ani, calculatoare la fel de puternice,
mai mici dectun timbru potal, vor fi produse pe scar larg n
milioane de exemplare prea desprins dintr-unscenariu
tiinifico-fantastic. ntreptrunderea dintre domeniul calculatoarelor
i cel al comunicaiilor a avut o influen pro-fund asupra modului n
care sunt organizate sistemele de calcul. Conceptul de ,,centru de
calcul - 1
- 22. 2 INTRODUCERE CAP. 1n accepiunea sa de ncpere unde exist un
calculator mare la care utilizatorii vin s-i ruleze pro-gramele -
este total depit. Vechiul model al unui singur calculator care
servete rezolvrii proble-melor de calcul ale organizaiei a fost
nlocuit de un model n care munca este fcut de un numrmare de
calculatoare separate, dar interconectate. Aceste sisteme se numesc
reele de calculatoare.Proiectarea i organizarea acestor reele
reprezint subiectul acestei cri. Pe parcursul crii vom folosi
termenul ,,reea de calculatoare pentru a desemna o colecie
decalculatoare autonome interconectate folosind o singur
tehnologie. Se spune despre dou calcula-toare c sunt interconectate
dac sunt capabile s schimbe informaie ntre ele. Conectarea nu
seface neaprat printr-un cablu de cupru; pot fi folosite n acest
scop fibra optic, radiaii infraroii,microunde sau satelii de
comunicaii. Reelele pot fi de dimensiuni, tipuri i forme diferite,
aa cumvom vedea ceva mai trziu. Dei poate s par straniu, nici
Internet-ul i nici World Wide Web-ul(reea de ntindere mondial) nu
sunt reele de calculatoare. Dac parcurgei cartea pn la sfritva fi
clar i de ce. Rspunsul simplist este urmtorul: Internet-ul nu este
o singur reea, ci o reea dereele, iar WWW este un sistem distribuit
care funcioneaz peste nivelul Internet-ului. n literatura de
specialitate, se face deseori confuzie ntre o reea de calculatoare
i un sistem dis-tribuit. Deosebirea esenial este aceea c ntr-un
sistem distribuit, o colecie de calculatoare inde-pendente este
perceput de utilizatorii ei ca un sistem coerent unic. De obicei,
el are un model sau ounic paradigm care l reprezint pentru
utilizatori. Adesea, un modul software aflat pe nivelul su-perior
al sistemului de operare (numit middleware) este responsabil pentru
implementarea acestuimodel. Un bun exemplu de sistem distribuit
arhicunoscut este chiar World Wide Web, n care totulia n cele din
urm forma unui document (pagina Web). ntr-o reea de calculatoare,
coerenta, modelul si programele sunt absente. Utilizatorii au n
faalor maini locale, fr nici o intenie de a face aceste staii s
arate si s se comporte ntr-adevr caun sistem unic coerent. Dac ns
mainile se deosebesc prin structurile hardware sau chiar prin
sis-temul de operare, acest amnunt este vizibil pentru utilizatori.
Dac un utilizator dorete s rulezeun program, el trebuie s se
nregistreze pe maina respectiv i s lucreze acolo. De fapt, un
sistem distribuit este un sistem de programe construit peste o
reea. Programele asigurreelei un grad mare de coeziune i
transparen. De aceea, diferena major ntre o reea i un
sistemdistribuit nu apare la nivel de echipamente, ci de programe
(n special la nivelul sistemului de operare). Nu mai puin adevrat
este faptul c ntre cele dou subiecte exist o suprapunere
considerabi-l. De exemplu, att sistemele distribuite ct i reelele
de calculatoare au nevoie s transfere fiie-re. Diferena se refer la
cine invoc transferul: sistemul sau utilizatorul. Dei aceast carte
are nvedere n primul rnd reelele, multe din subiectele abordate
sunt importante i n sistemele distri-buite. Pentru mai multe
informaii despre sistemele distribuite, a se vedea (Tanenbaum i
VanSteen, 2002).1.1 UTILIZRILE REELELOR DE CALCULA- TOARE nainte de
examinarea n detaliu a problemelor tehnice, merit s artm de ce sunt
oamenii in-teresai de reelele de calculatoare i la ce pot fi ele
folosite. Pn la urm, dac nimeni nu ar fi inte-
- 23. SEC. 1.1 UTILIZRILE REELELOR DE CALCULATOARE 3resat de
reele de calculatoare, puine reele ar fi construite. Vom ncepe cu
utilizrile tradiionale ncadrul companiilor i pentru utilizatorii
individuali, apoi ne vom deplasa spre dezvoltrile recenteprivind
utilizatorii mobili i reelele domestice.1.1.1 Aplicaii comerciale
Multe companii au un numr semnificativ de calculatoare. De exemplu,
o companie poate folosicalculatoare pentru monitorizarea produciei,
pentru urmrirea evoluiei stocurilor, pentru calcula-rea statelor de
plat. La nceput, fiecare din aceste calculatoare putea lucra izolat
de celelalte, dar, laun moment dat, managerii au decis s le
conecteze ntre ele pentru a putea extrage i corela infor-maii
despre ntreaga firm. n termeni mai generali, subiectul se refer la
mprirea resurselor, iar scopul este de a face toateprogramele,
echipamentele i n special datele disponibile pentru oricine din
reea, indiferent de loca-lizarea fizic a resursei i a
utilizatorului. Un exemplu uzual i larg rspndit este existena unui
grupde utilizatori care folosesc o imprimant comun. Nici unul
dintre utilizatori nu are nevoie de propriaimprimant, iar o
imprimant performant de volum mare, legat n reea este, de cele mai
multe ori,mai ieftin, mai rapid i mai uor de ntreinut dect o
colecie de imprimante individuale. Cu toate acestea, probabil chiar
mai important dect partajarea resurselor fizice, cum sunt
im-primantele, scannerele, dispozitivele de inscripionat CD-uri,
este partajarea informaiei. Orice com-panie mare sau medie, dar i
multe dintre companiile mici sunt total dependente de informaia
pre-lucrat de calculatoare. Cele mai multe companii in nregistrrile
clienilor, inventarele, evidenaconturilor de ncasri, rapoartele
financiare, informaiile despre taxe i nc multe altele numai
cuajutorul calculatorului. Dac toate calculatoarele sale se
defecteaz, o banc nu mai poate funcionamai mult de 5 minute. O
fabrica modern, cu o linie de asamblare condus de calculator nu ar
puteacontinua lucrul nici mcar att. Chiar i o mic agenie de turism
sau un birou de avocatur cu treiangajai sunt, n acest moment,
dependente n mare msur de reelele de calculatoare, care le per-mit
angajailor accesul instantaneu la informaii relevante i la
documente. Pentru companiile mai mici, toate calculatoarele sunt
cel mai probabil amplasate ntr-un singurbirou sau poate ntr-o
singur cldire, n timp ce pentru companiile mai mari calculatoarele
i anga-jaii pot fi rspndii ntr-o mulime de birouri i fabrici din
diferite ri. Cu toate acestea, un agentde vnzri din New York poate
avea uneori nevoie de acces la o baz de date cu inventarul
produse-lor aflat n Singapore. Cu alte cuvinte, numai faptul ca un
utilizator se afl la 15.000 km de datelede care are nevoie nu l
poate mpiedica s-i foloseasc datele ca i cnd ele ar fi locale. Pe
scurt,scopul poate fi definit ca o ncercare de a termina cu tirania
geografiei. n termenii cei mai simpli se poate imagina sistemul
informaional al unei companii ca fiind alc-tuit din una sau mai
multe baze de date i un numr de angajai care au nevoie de acces de
la distan-. n acest model, datele sunt memorate n calculatoare
performante, numite servere (servers).Adesea, acestea sunt plasate
i ntreinute centralizat de un administrator de sistem. Din contr,
an-gajaii au maini mai simple, numite clieni (clients), plasate pe
birourile lor, prin intermediul croraacceseaz datele aflate la
distan pentru a le include, de exemplu, n foile de calcul pe care
le con-struiesc. (Uneori ne vom referi la operatorul care folosete
o main client cu numele de client,dar va fi clar din context dac
referirea este la main sau la utilizatorul ei). Mainile server si
clientsunt conectate n reea, aa cum este ilustrat n fig. 1-1. De
notat c am reprezentat reeaua ca unsimplu oval, fr nici un alt
detaliu. Vom mai folosi aceast form pentru a reprezenta o reea nmod
abstract. Atunci cnd sunt necesare mai multe detalii, ele vor fi
furnizate.
- 24. 4 INTRODUCERE CAP. 1 Fig. 1-1. O reea cu doi clieni i un
server. Aceast structur reprezint modelul client-server. Este
folosit frecvent i reprezint baza pe carelucreaz multe reele. Este
aplicabil atunci cnd clientul i serverul se afl n aceeai cldire (de
exem-plu, dac ambele aparin aceleiai companii), dar i atunci cnd
ntre ele este o distan mai mare. Deexemplu, atunci cnd o persoan
aflat acas face un acces la o pagin Web, este folosit acelai
mo-del, n care serverul Web aflat la distan are rol de server, iar
calculatorul personal al utilizatoruluiare rol de client. n cele
mai multe situaii, un server poate lucra cu un numr mare de clieni.
Dac privim mai n detaliu modelul client-server, constatm c sunt
implicate dou procese, unulaflat pe maina client i unul aflat pe
maina server. Comunicaia ia forma transmiterii prin reea aunui
mesaj de la procesul client ctre procesul server. n continuare,
procesul client va atepta unmesaj de rspuns. Atunci cnd procesul
server primete cererea, execut aciunea solicitat sau cau-t datele
cerute i transmite un rspuns. Aceste mesaje sunt prezentate n fig.
1-2. Fig. 1-2. Modelul client-server implic cereri i rspunsuri. Un
al doilea scop al construirii unei reele de calculatoare este mai
mult legat de oameni dectde informaie sau chiar calculatoare. O
reea de calculatoare poate constitui un puternic mediu decomunicare
ntre angajai. Aproape orice companie care are dou sau mai multe
calculatoare areacum pot electronic (e-mail), pe care angajaii o
folosesc intens pentru comunicaiile zilnice. Defapt, una dintre
neplcerile discutate intens ntre angajai este multitudinea de
mesaje, n mare partelipsite de sens, cu care trebuie s se confrunte
zilnic pentru c efii au descoperit c pot trimite ace-lai mesaj (de
cele mai multe ori chiar fr coninut) tuturor subordonailor, prin
apsarea unui sin-gur buton.
- 25. SEC. 1.1 UTILIZRILE REELELOR DE CALCULATOARE 5 Dar pota
electronic nu este singura form de comunicaie mbuntit care a fost
fcut posi-bil de reelele de calculatoare. Cu o reea, este uor
pentru doi oameni care lucreaz la mare dis-tan unul de altul s
scrie un raport mpreun. Cnd unul dintre ei face o modificare asupra
unuidocument din reea, ceilali vor putea vedea modificarea imediat,
n loc s atepte o scrisoare timpde mai multe zile. O astfel de
accelerare face din cooperarea n cadrul grupurilor de oameni aflai
ladistan o simpl comunicare, fapt imposibil cu ceva timp n urm. O
alt form de comunicare asistat de calculator o reprezint
videoconferinele. Folosind aceas-t tehnologie, angajaii din locuri
aflate la distan pot ine o ntrunire, pot s se vad i s se audntre
ei, i pot scrie chiar pe o tabl virtual partajat. Videoconferina
este o modalitate eficient deeliminare a costurilor i timpului
pierdute anterior pentru a cltori. Se spune uneori c ntre
comu-nicare i transport este o competiie i c activitatea care ctig
o face pe cealalt s par depit. Un al treilea scop pentru tot mai
multe companii este realizarea electronic a comerului cu
altecompanii, n special cu furnizorii i clienii. De exemplu,
productorii de automobile, avioane saucalculatoare, printre alii,
cumpr subansamble de la diveri furnizori i apoi le asambleaz.
Folo-sind reelele de calculatoare, productorii pot plasa comenzile
electronic, dup cum este nevoie.Posibilitatea de a plasa comenzi n
timp real (dac este nevoie) reduce necesitatea stocurilor mari
isporete eficiena. Un al patrulea scop care devine din ce n ce mai
important este realizarea de tranzacii cu con-sumatorii prin
Internet. Companiile aeriene, librriile i magazinele de muzic au
descoperit c mul-tor consumatori le place comoditatea de a-i face
cumprturile de acas. n consecin, multe com-panii ofer on-line
cataloage cu bunurile i serviciile disponibile i chiar primesc
comenzi on-line.Este de ateptat ca acest sector s se dezvolte rapid
n continuare. El este numit comer electronic (e-commerce,
electronic commerce).1.1.2 Aplicaii domestice n 1977 Ken Olsen era
preedinte al Digital Equipment Corporation, care era pe vremea
aceea adoua companie n lume n vnzarea de calculatoare (dup IBM).
Atunci cnd a fost ntrebat de ceDigital nu se implic mai mult n piaa
calculatoarelor personale, el a rspuns: Nu exist nici unmotiv ca
fiecare individ s aib un calculator acas. Istoria a artat c
rspunsul a fost greit, iarDigital nu mai exist. De ce cumpr oamenii
calculatoare pentru a le folosi acas? La nceput, pen-tru
prelucrarea de texte i pentru jocuri, dar n ultimii ani aceast
imagine s-a schimbat radical. Pro-babil c n acest moment cel mai
important motiv este accesul la Internet. Unele dintre cele mai
po-pulare utilizri ale Internet-ului pentru utilizatorii casnici
sunt urmtoarele: 1. Accesul la informaie de la distan. 2.
Comunicaiile interpersonale. 3. Divertismentul interactiv 4.
Comerul electronic Accesul informaiei la distan ia forme multiple.
Poate fi navigarea pe Web pentru informaiisau doar pentru
distracie. Categoriile de informaii disponibile includ artele,
afacerile, gastronomia,guvernarea, sntatea, istoria, preocuprile
din timpul liber, modalitile de recreere, tiina, sportu-rile,
cltoriile, i multe altele. Distracia este de prea multe feluri ca s
poat fi menionate, pluscteva care e mai bine s rmn
nemenionate.
- 26. 6 INTRODUCERE CAP. 1 Multe ziare sunt acum disponibile
on-line i pot fi personalizate. De exemplu, este uneori posibils
spui unui ziar c doreti s obii totul despre politicienii corupi,
despre marile incendii, desprescandalurile n care sunt implicate
celebritile i despre epidemii, dar nu despre fotbal. Uneori
estechiar posibil s v aducei articolele selectate pe discul local,
n timp ce dormii, sau s le tiprii na-inte de micul dejun. i cum
aceast tendin continu s se dezvolte, va cauza o cretere importanta
ratei omajului printre bieii de 12 ani care distribuie ziare, dar
redaciilor ziarelor le place aceastvariant, pentru c distribuia a
fost ntotdeauna cea mai slab verig din ntregul lan de producie.
Pasul urmtor dup ziare (mpreun cu revistele i jurnalele tiinifice)
este biblioteca digital on-line. Multe organizaii profesionale, cum
sunt ACM (www.acm.org) i IEEE Computer Society(www.computer.org) au
deja disponibile on-line multe dintre jurnale i prezentri de la
conferine.Alte grupuri urmeaz rapid aceast tendin. n funcie de
costul, dimensiunile i greutatea unuicalculator portabil, crile
tiprite vor deveni desuete. Scepticii ar trebui s fie ateni la
efectul pecare l-a avut tiparul asupra manuscriselor medievale
iluministe. Toate aceste aplicaii presupun interaciuni ntre o
persoan i o baz de date aflat la distan.O a doua categorie larg de
utilizri ale reelei este comunicarea ntre persoane - este vorba n
pri-mul rnd de replica secolului XXI la telefonul din secolul al
XIX-lea. Pota electronic, sau e-mail-ul, este deja folosit zi de zi
de milioane de oameni din toat lumea i gradul de utilizare este n
con-tinu cretere. Conine deja, n mod curent, pe lng text i poze,
secvene audio i video. n schimb,va dura ceva mai mult pn cnd se va
pune la punct nglobarea mirosului n mesaje. Orice adolescent este
dependent de mesageria instantanee (instant messaging). Aceast
facilita-te, derivat din programul UNIX talk (ro: vorbete) folosit
nc din anii 1970, le permite celor doicare doresc s comunice s-i
trimit mesaje unul altuia n timp real. O versiune multipersonal
aacestei idei este chat-room-ul (ro: camera de discuii) n care o
persoan dintr-un grup poate trimitemesaje ctre ntregul grup.
Grupurile de tiri de pe tot globul, cu discuii privind orice
subiect imaginabil, fac deja parte dinrealitatea cotidian a unei
anumite categorii de persoane, iar acest fenomen va crete pn la
di-mensiunile ntregii omeniri. Discuiile, n care o persoan trimite
un mesaj i toi ceilali abonai aigrupului de interes pot s-l
citeasc, se deruleaz n toate stilurile posibile, putnd fi la fel de
bineextrem de amuzante sau de ptimae. Spre deosebire de camerele de
discuii (chatroom-uri), grupu-rile de interese nu sunt n timp real
i mesajele sunt salvate astfel nct atunci cnd cineva se ntoarcedin
vacan, toate mesajele care au fost primite ntre timp ateapt cumini
s fie citite. Un alt tip de comunicaie interpersonal se numete
adesea comunicaie de la egal-la-egal (peer-to-peer), pentru a o
distinge de modelul client-server (Parameswaran et al., 2001). n
aceast form,persoanele independente care formeaz un grup oarecare
comunic n cadrul grupului, dup cum sevede n fig. 1-3. Fiecare
persoana poate, n principiu, s comunice cu una sau mai multe
persoane; nuexist o departajare clar ntre clieni i servere.
Comunicaiile de la egal-la-egal au explodat n jurul anului 2000 cu
un serviciu numit Napster,care la apogeu avea peste 50 de milioane
de fani ai muzicii care schimbau ntre ei melodii. A fostprobabil
cea mai mare nfrngere a drepturilor de autor din toat istoria lor
(Lam i Tan, 2001; iMacedonia, 2000). Ideea era destul de simpl.
Membrii nregistrau muzica pe care o aveau pe discu-rile locale
ntr-o baz de date central ntreinut de serverul Napster. Dac un
membru dorea omelodie, verifica baza de date ca s vad cine o are i
se ducea direct la surs pentru a o lua. i pen-tru c Napster nu inea
nici un fel de muzic pe mainile proprii, Napster a argumentat c nu
a ncl-cat drepturile de autor ale nimnui. Dar tribunalul nu a fost
de acord i a nchis sistemul.
- 27. SEC. 1.1 UTILIZRILE REELELOR DE CALCULATOARE 7 Fig. 1-3.
ntr-un sistem de la egal la egal nu sunt clieni i servere fixe.
Oricum, urmtoarea generaie de sisteme de la egal-la-egal elimin
baza de date central deoa-rece fiecare utilizator i va ntreine
propria baz local i va oferi o list de ali utilizatori membri
aisistemului aflai n apropiere. Un nou utilizator va putea atunci s
viziteze fiecare membru i s vadce anume are acesta i care este
lista de utilizatori aflai n apropierea sa. Acest proces de
cutarepoate fi repetat la infinit pentru a crea o baz de date de
dimensiune mare cu ceea ce se regsete nsistem. Este o activitate
care ar deveni tracasant pentru utilizatori, dar pentru care
calculatoarelesunt excelente. Exist de asemenea i aplicaii legale
pentru comunicaiile de la egal-la-egal. De exemplu, faniipartajeaz
muzica neprotejat de drepturile de autor sau noile extrase de
melodii pe care formaiilemuzicale le ofer n scop publicitar,
familiile partajeaz poze, filme i informaii genealogice, iar
ado-lescenii joac on-line jocuri cu mai muli participani. De fapt,
una dintre cele mai populare aplicaiiale Internet-ului, pota
electronic, este n mod implicit de la egal-la-egal. Este de ateptat
ca aceastform de comunicaie s creasc semnificativ n viitor.
Criminalitatea electronic nu este limitat la nclcarea drepturilor
de autor. O alt zon fierbin-te este cea a jocurilor de noroc
electronice. Calculatoarele au simulat tot felul de lucruri timp
dedecenii. De ce s nu simuleze i automatele cu fise, roata ruletei,
masa de blackjack, i multe alteechipamente pentru jocurile de
noroc? Ei bine, deoarece este ilegal n multe locuri. Problema estec
jocurile de noroc sunt legale n multe alte pri (n Anglia, de
exemplu) i proprietarii de cazinouridin astfel de state au neles
potenialul jocurilor de noroc pe Internet. Ce se ntmpl dac
juctoruli cazinoul se afl n ri diferite, cu legi diferite? Bun
ntrebare. Alte aplicaii orientate pe comunicaii includ utilizarea
Internet-ului ca suport pentru convorbiritelefonice, conferine
video sau radio, trei domenii n plin dezvoltare. O alt aplicaie
este nv-mntul la distan, aceasta nsemnnd ca poi s urmreti cursurile
de la 8 dimineaa fr a trebui ste dai mai nti jos din pat. Pe termen
lung, utilizarea calculatoarelor pentru a mbunti comunica-iile
interumane se va putea dovedi mai important dect oricare alte
utilizri. A treia categorie avut n vedere este divertismentul, care
reprezint o industrie uria, n conti-nu cretere. n acest domeniu
aplicaia de cel mai mare succes (cea care poate s influeneze
totrestul) se numete video la cerere. Este plauzibil ca peste vreo
zece ani s putem selecta orice filmsau program de televiziune
realizat vreodat n orice ar i acesta s fie imediat disponibil pe
ecra-
- 28. 8 INTRODUCERE CAP. 1nul nostru. Filmele noi ar putea deveni
interactive: spectatorul ar fi ntrebat n anumite momente
cecontinuare a povestirii alege (s-l ucid MacBeth pe Duncan sau s
atepte o ocazie mai bun?),fiind prevzute scenarii alternative
pentru toate cazurile. De asemenea, televiziunea n direct s-arputea
desfura interactiv, cu telespectatori care particip la concursuri,
care aleg ctigtorul dintreconcurenii preferai i aa mai departe. Pe
de alt parte, poate c nu sistemul de video la cerere, ci jocurile
vor reprezenta aplicaia demaxim succes. Exist deja jocuri pentru
mai multe persoane cu simulare n timp real, de exempluv-ai ascuns
ntr-o nchisoare virtual sau simulatoare de zbor n care juctorii
unei echipe ncearcs-i doboare pe cei din echipa advers. Dac
jocurile sunt jucate cu ochelari pentru realitatea virtua-l, n
medii tridimensionale, n timp real i cu imagini de calitate
fotografic, atunci avem un fel derealitate virtual global i
partajat. Cea de-a patra categorie este comerul electronic n cel
mai larg sens al cuvntului. Cumprturi-le fcute de acas sunt deja
populare i permit utilizatorilor s inspecteze on-line cataloagele a
miide companii. Unele dintre aceste cataloage vor oferi n curnd
posibilitatea de a obine o prezentarevideo imediat a oricrui produs
printr-o simpl selectare a numelui produsului. Dup ce un
clientcumpr electronic un produs, dar nu poate s i dea seama cum s
l foloseasc, poate fi consultatdepartamentul de ajutor on-line. O
alt arie de interes n care comerul electronic este deja implementat
este accesul la instituiile fi-nanciare. Muli oameni i pltesc
facturile, i administreaz conturile bancare i i manevreaz
inves-tiiile electronic. Acestea se vor dezvolta i mai repede de
ndat ce reelele vor deveni mai sigure. O zon de interes pe care
nimeni nu o ntrevedea ca interesant este talciocul electronic
(fleamarket). Licitaiile on-line de bunuri la mna a doua au devenit
o industrie uria. Spre deosebire decomerul electronic tradiional,
care este construit dup modelul client-server, licitaiile on-line
suntmai aproape de sistemul de la egal-la-egal, un fel de
consumator-la-consumator. Unele dintre acesteforme de comer
electronic au obinut porecle simpatice, plecnd de la faptul c, n
limba englez, 2(two) i to se pronun la fel. Cele mai populare sunt
prezentate n fig. 1-4. Prescurtare Nume ntreg Exemplu B2C Companie
la Consumator (Bussiness to Comanda de cri online Consumer) B2B
Companie la Companie (Bussiness to Fabricantul de maini comand
cauciucuri Bussiness) de la furnizor G2C Guvern la consumator
(Government to Guvernul distribuie formularele pentru Consumer)
taxe n format electronic C2C Consumator la Consumator (Consumer to
Licitarea de produse mna a doua online Consumer) P2P Punct la Punct
(Peer-to-Peer) Partajare de fiiere Fig. 1-4. Unele forme de comer
electronic. Fr ndoial c domeniile de utilizare pentru reelele de
calculatoare se vor dezvolta nc i maimult n viitor i probabil c vor
aborda direcii pe care acum nu le poate prevedea nimeni. La
urmaurmei, ci oameni ar fi crezut n 1990 c adolescenii care i scriu
plictisii mesaje pe telefoanelemobile n timp ce cltoresc cu
autobuzul vor deveni o imens surs de bani pentru companiile
detelefonie mobil? Cu toate acestea, serviciul de mesaje scurte
este extrem de profitabil. Reelele de calculatoare pot deveni
foarte importante pentru oamenii care se afl n locuri maigreu
accesibile crora le pot oferi accesul la aceleai servicii la
disponibile i celor care stau n centruloraelor. nvmntul la distan
poate afecta hotrtor educaia; universitile vor deveni naiona-
- 29. SEC. 1.1 UTILIZRILE REELELOR DE CALCULATOARE 9le sau chiar
internaionale. Medicina la distan este abia la nceput (de exemplu
monitorizarea pa-cienilor de la distan), dar poate s devin mult mai
important. Dar aplicaia cea mai de succespoate s fie ceva mai
practic, cum ar fi folosirea unei camere digitale n frigider pentru
a vedea dactrebuie s cumperi lapte cnd vii acas de la
serviciu.1.1.3 Utilizatorii mobili Calculatoarele mobile, cum sunt
portabilele sau PDA-urile (Personal Digital Assistant, rom:asistent
digital personal) sunt unele dintre segmentele cu dezvoltarea cea
mai rapid din industriacalculatoarelor. Muli posesori ai acestor
calculatoare au calculatoare la birou i doresc s fie conec-tai la
ele chiar i cnd sunt plecai de acas sau pe drum. i cum a avea o
conexiune pe fir este impo-sibil n maini sau n avioane, exist un
interes deosebit pentru reelele fr fir. n aceast seciunevom studia
pe scurt cteva dintre aplicaiile reelelor fr fir. De ce i-ar dori
cineva o astfel de reea? Unul dintre motivele uzuale este c obine
un birou por-tabil. Oamenii care cltoresc mult doresc s-i poat
folosi echipamentele electronice portabilepentru a trimite i pentru
a primi apeluri telefonice, faxuri i pota electronic, pentru a
naviga peWeb, pentru a accesa fiiere la distan i pentru a se putea
conecta la maini aflate la distan. i vors poat face toate acestea n
orice loc de pe Pmnt, de pe mare sau din aer. De exemplu, n
ultimavreme, la conferinele legate de calculatoare organizatorii
seteaz o reea local fr fir n ncperean care se in conferinele.
Oricine are un calculator portabil cu un modem fr fir va trebui
doar si porneasc propriul calculator pentru a fi conectat la
Internet, ca i cum calculatorul ar fi conectatcu un fir ntr-o reea
obinuit. Similar, unele universiti au instalat reele fr fir n
campus, astfelnct studenii s poat sta la umbra copacilor i s
consulte catalogul bibliotecii sau s-i citeascpota electronic.
Reelele fr fir sunt de mare valoare pentru parcurile de taximetre,
camioane, vehicule utilizatepentru livrare i chiar echipe de
intervenie, pentru a fi mereu n contact cu baza. De exemplu, nmulte
orae oferii de taxi sunt oameni de afaceri independeni, nu angajai
ai unei companii de ta-ximetre. n unele dintre aceste orae,
taximetrele au un ecran pe care oferul l poate vedea. Cndsun un
client, un dispecer central introduce locul de unde trebuie preluat
clientul i destinaia undeacesta dorete s ajung. Aceast informaie
este afiat pe ecranul din taximetru i se genereaz unsemnal sonor.
Primul ofer care atinge un buton al ecranului este cel care preia
apelul. Reelele fr fir sunt de asemenea importante n domeniul
militar. Dac vrei s porneti un rz-boi oriunde n lume ntr-un termen
scurt, a conta pe infrastructura de reea de la faa locului nu
este,cel mai probabil, o idee bun. Este mai bine s o aduci pe a ta
de acas. Dei reelele fr fir i calculatoarele mobile sunt deseori n
strns legtur, ele nu sunt domeniiidentice, dup cum arat i fig. 1-5.
Aici se vede diferena ntre fix fr fir i mobil fr fir. Chiar
icalculatoarele portabile au uneori nevoie de cablu. De exemplu,
dac un cltor conecteaz firul dela calculatorul su portabil n priza
de telefon din camera de hotel, el are mobilitate,
folosindu-setotui de cablu. Fr fir Mobil Aplicaii Nu Nu
Calculatoarele staionare de pe mesele de lucru din birouri Nu Da Un
calculator portabil folosit ntr-o camera de hotel Da Nu Reelele n
cldiri mai vechi, necablate Da Da Biroul portabil; PDA pentru
inventarul magazinului Fig. 1-5. Combinaii de reele fr fir i
echipamente mobile.
- 30. 10 INTRODUCERE CAP. 1 Pe de alt parte, unele calculatoare
fr fir nu sunt mobile. Un exemplu important este o com-panie care
are o cldire mai veche, necablat pentru reea i dorete s i
interconecteze calculatoa-rele. Instalarea unei reele fr fir
necesit doar puin mai mult dect a cumpra o cutie care areceva
electronic, a o despacheta i a o conecta. Totui, aceast soluie
poate fi mult mai ieftin decta pune un tehnician s trag cabluri
pentru a cabla ntreaga cldire. Exist, desigur, aplicaii cu adevrat
mobile i fr fire, de la birourile portabile pn la oameniicare,
intrnd n magazin cu un PDA pot face inventarul. La multe
aeroporturi aglomerate, oameniicare se ocup de primirea mainilor
care au fost nchiriate lucreaz cu ajutorul calculatoarelor
por-tabile fr fire. Ei introduc numrul de nmatriculare al mainilor
care sunt returnate i echipamen-tul portabil, care are o imprimant
ataat, apeleaz calculatorul principal, obine informaiile de-spre
nchiriere i tiprete pe loc factura. Pe msur ce tehnologiile de
comunicaie fr fir devin din ce n ce mai rspndite, sunt pe cales
apar tot mai multe aplicaii. S analizm rapid unele posibiliti.
Aparatele de taxat fr fir pen-tru plata parcrii au avantaje att
pentru utilizatori ct i pentru mai marii oraului. Aparatele detaxat
pot s accepte cri de credit sau de debit i s le verifice imediat
prin conexiunea fr fir. Cndperioada pentru care s-a pltit expir,
aparatul poate s verifice existena unei maini n locul de par-care
(va trimite un semnal nspre ea i, dac acesta este reflectat, n
spaiul respectiv se gsete omain) i s raporteze poliiei eventuala
depire. S-a estimat c, numai la nivelul oraelor dinSUA,
municipalitile ar putea obine un plus de 10 miliarde de dolari
folosind aceast variant(Harte et al., 2000). Mai mult, sancionarea
mai riguroas pentru parcarea ilegal va ajuta mediulnconjurtor,
deoarece oferii care tiu c vor fi prini n cazul n care parcheaz
ilegal ar putea sfoloseasc transportul n comun. Automatele de
gustri, buturi i alte bunuri se gsesc peste tot. Desigur, mncarea
nu ajunge naceste automate prin puterea magiei. Periodic, cineva
vine cu un camion pentru a le umple. Dacautomatele nsele ar
transmite printr-o conexiune fr fir un raport n fiecare zi pentru a
comunicastocurile curente, oferul camionului ar ti ce maini trebuie
re-aprovizionate i ce cantitate din fie-care produs trebuie s aduc.
O astfel de informaie ar duce la o planificare mai eficient a
drumu-lui. Desigur, aceast informaie ar putea s fie transmis i prin
liniile telefonice standard, dar soluiade a da fiecrui automat o
conexiune fix de telefon pentru un singur apel pe zi este scump din
cau-za taxei lunare fixe. O alt zon n care tehnologiile de
conectare fr fir pot s duc la economii sunt citirile con-toarelor
pentru diverse utiliti. Varianta n care consumul la energie
electric, gaze, ap, i alteutiliti care se regsesc n casele
oamenilor ar putea s fie raportat folosind o astfel de conexiunefr
fir, nu ar mai fi nevoie s fie trimii pe teren angajai care s se
ocupe de citirea contoarelor.Similar, detectoarele de fum fr fir ar
putea s sune la divizia de Pompieri n loc s fac un zgomotinfernal
(care este lipsit de orice valoare dac nu este nimeni acas).
Deoarece costul dispozitivelorradio i cel al timpului de emisie
scad, din ce n ce mai multe msurtori se vor face prin intermedi-ul
reelelor fr fire. O arie de aplicaii complet diferit pentru reelele
fr fir este mult ateptata fuziune ntre tele-foanele mobile i
PDA-uri n mici calculatoare fr cablu. O prim ncercare a fost fcut
cu micilePDA-uri, care puteau s afieze pagini Web simplificate pe
minusculele lor ecrane. Acest sistem,numit WAP 1.0 (Wireless
Application Protocol, rom: protocolul aplicaiilor fr fir) a euat,
tocmaidin cauza ecranelor prea mici, a lrgimii de band sczute i a
serviciilor slabe calitativ. Dar dispozi-tivele i serviciile mai
noi vor funciona mai bine cu WAP 2.0.
- 31. SEC. 1.1 UTILIZRILE REELELOR DE CALCULATOARE 11 O zon n
care aceste dispozitive pot fi excelente este denumit comer mobil
(m-commerce)(Senn, 2000). Fora care st n spatele acestui fenomen
const dintr-un amalgam de productori dedispozitive PDA fr fir i
operatori de reea care ncearc din rsputeri s gseasc o soluie
pentrua obine o bucat din plcinta comerului electronic. Una dintre
speranele lor este s foloseascPDA-urile fr fir pentru operaiuni
bancare i pentru cumprturi. O idee este utilizarea PDA-urilor ca pe
un fel de portofel electronic, autoriznd plile n magazine, ca un
nlocuitor pentru ba-nii lichizi i pentru crile de credit. Suma
cheltuit apare apoi pe factura telefonului mobil. Dinpunct de
vedere al magazinelor, aceast schem aduce un ctig prin economisirea
taxelor pltitecompaniei de cri de credit, tax care poate fi de
cteva procente. Desigur, acest plan poate fi dez-avantajos,
deoarece clienii dintr-un magazin i pot folosi PDA-urile pentru a
verifica preurile con-curenei nainte de a cumpra. nc i mai ru,
companiile de telefoane pot oferi PDA-uri cu cititoa-re de coduri
de bare care s permit unui client s scaneze un produs dintr-un
magazin i apoi sobin instantaneu un raport detaliat despre alte
locuri n care acelai produs se gsete i desprepreul lui. Deoarece
operatorul reelei tie unde anume se gsete utilizatorul, unele
servicii sunt n mod in-tenionat dependente de loc. De exemplu,
poate fi posibil s afli localizarea unui magazin de crisau a unui
restaurant chinezesc din apropiere. Hrile mobile sunt un alt
candidat. La fel sunt i pro-gnozele meteo foarte localizate (Cnd o
s se opreasc ploaia n curtea mea din spate?). Fr n-doial c multe
alte aplicaii or s apar pe msur ce aceste dispozitive devin tot mai
rspndite. Unul dintre lucrurile importante dup care comerul mobil
s-a orientat este acela c utilizatoriide telefoane mobile sunt
obinuii s plteasc pentru tot (spre deosebire de utilizatorii de
Internet,care ateapt totul gratis). Dac un sit Internet ar impune o
tax pentru a permite utilizatorilor si splteasc prin intermediul
crii de credit, s-ar nate o grmad de proteste zgomotoase din
parteautilizatorilor. Dac un operator de telefonie mobil ar permite
oamenilor s plteasc pentru artico-lele dintr-un magazin folosind
telefonul i apoi le-ar fi impus o tax pentru acest serviciu,
probabil ctotul ar fi fost perceput ca normal. Timpul va decide.
Ceva mai departe n timp sunt reelele personale (personal area
networks) i calculatoarele lapurttor (wearable computers). IBM a
dezvoltat un ceas care ruleaz Linux (inclusiv sistemul deferestre
X11) i are conexiune fr fir la Internet pentru a trimite i primi
mesaje prin pota electro-nic (Narayanaswami et al., 2002). n
viitor, oamenii vor putea schimba cri de vizit numai prinpunerea
ceasurilor lor fa n fa. Calculatoarele la purttor, fr fir, vor
putea permite accesul oa-menilor n ncperi securizate n acelai fel n
care cardurile cu benzi magnetice o fac astzi (probabilc vor lucra
n combinaie cu un cod PIN sau cu msurtori biometrice). Este posibil
ca aceste cea-suri s fie capabile chiar s obin informaiile
relevante n vecintatea utilizatorului (de exemplurestaurante
locale). Posibilitile sunt infinite. Ceasurile inteligente cu radio
au fost parte din spaiul nostru mental nc de cnd au aprut nbenzile
comice cu Dick Tracy n 1946. Dar praful inteligent? Cercettorii de
la Berkley au construitun calculator fr fir ntr-un cub cu latura de
1 mm (Warneke et al., 2001). Aplicaiile potenialeinclud evidena
stocurilor, pachetelor, ba chiar i a psrelelor, roztoarelor i
insectelor.1.1.4 Aspecte sociale Introducerea pe scar larg a
reelelor va ridica noi probleme sociale, etice i politice. Vom
men-iona pe scurt cteva dintre ele; un studiu exhaustiv ar necesita
cel puin o carte. O aplicaie populara multor reele sunt grupurile
de interese sau sistemele de informare n reea (BBS-urile), unde
oa-
- 32. 12 INTRODUCERE CAP. 1menii pot schimba mesaje cu persoane
avnd preocupri similare. Atta vreme ct este vorba desubiecte
tehnice sau de pasiuni precum grdinritul, nu sunt motive s apar
multe probleme. Problemele se ivesc n cazul grupurilor de interese
care iau n discuie subiecte delicate sau ex-trem de disputate, cum
ar fi politica, religia sau sexul. Atitudinile exprimate n cadrul
acestor grupuripot fi considerate ofensatoare de ctre anumii
oameni. Mai mult chiar, nu este obligatoriu ca mesa-jele s se
limiteze la text. Fotografii color de nalt rezoluie i chiar scurte
clipuri video pot fi acumtransmise cu uurin prin reelele de
calculatoare. Unii oameni au o atitudine neutr (,,triete ilas-m s
triesc), dar alii consider c trimiterea anumitor materiale (de
exemplu, atacuri laanumite ri sau religii, pornografia etc.) este
pur i simplu inacceptabil i trebuie cenzurat. Diver-se ri au
diverse legi n acest domeniu, uneori chiar contradictorii. De
aceea, discuiile sunt n conti-nuare aprinse. Unii oameni au dat n
judecat operatori de reea, pretinznd c ei sunt responsabili pentru
in-formaia care circul, exact ca n cazul ziarelor i revistelor.
Rspunsul inevitabil este c reeaua eca o companie de telefoane sau
ca un oficiu potal i nu poate controla ceea ce discut
utilizatoriisi. Mai mult chiar, dac operatorii reelei ar cenzura
mesajele, atunci probabil c ei ar putea tergeorice fr a exista nici
cea mai mic posibilitate de a-i da n judecat, nclcnd astfel dreptul
utili-zatorilor la exprimare liber. Nu este, probabil, hazardat s
afirmm c aceast dezbatere va conti-nua mult timp. O alt disput
animat are n atenie drepturile angajailor n raport cu drepturile
patronilor.Multe persoane citesc i scriu pot electronic la
serviciu. Directorii unor firme au pretins c aravea dreptul s
citeasc i eventual s cenzureze mesajele angajailor, inclusiv
mesajele trimise de lacalculatoarele de acas, dup orele de program.
Numai c nu toi angajaii agreeaz aceast idee. Dar chiar admind c
directorii au o astfel de putere asupra angajailor, exist o relaie
similari ntre universiti i studeni? Dar ntre licee i elevi? n 1994
Universitatea Carnegie-Mellon a ho-trt s blocheze mesajele care
veneau de la grupuri de interese legate de sex pe motivul c
materia-lele nu erau potrivite pentru minori (adic pentru cei civa
studeni care nu aveau nc 18 ani). Dis-puta izvort din aceast
decizie va dura ani ntregi. Un alt subiect cheie este relaia
guvern-cetean. FBI a instalat la muli furnizori de servicii
In-ternet un sistem care s supravegheze toate mesajele de pot
electronic care vin i pleac n cuta-rea de amnunte din domeniile
sale de interes (Blaze i Bellovin, 2000; Sobel, 2001 i Zacks,
2001).Sistemul a fost numit la nceput Carnivore, dar din cauza
publicitii negative de care a avut partea fost redenumit cu un nume
care suna ceva mai inocent: DCS1000. Dar scopul lui a rmas
acelai:de a spiona milioane de oameni n sperana c se vor gsi
informaii despre activiti ilegale. Dinpcate, al patrulea amendament
al Constituiei SUA interzice cercetrile guvernamentale fr man-dat
de cutare. Dac aceste 54 de cuvinte scrise n secolul al 18-lea au n
continuare o oarecare va-loare n secolul 21, tribunalele vor rmne
ocupate pn n secolul 22. Guvernul nu are monopol la ameninarea
intimitii ceteanului. Sectorul privat i are i el par-tea lui. De
exemplu, micile fiiere denumite cookies (prjiturele) pe care
programele de navigare lestocheaz pe calculatoarele utilizatorilor
permit companiilor s urmreasc activitile utilizatorilorn cyberspace
i, de asemenea, pot face ca numerele crilor de credit, numerele de
asigurri socialesau alte informaii strict confideniale s fie
accesibile n Internet (Berghel, 2001). Reelele de calculatoare ofer
posibilitatea de a trimite mesaje anonime. n anumite situaii aaceva
este de dorit. De exemplu, reprezint un mijloc pentru studeni,
soldai, angajai, ceteni de atrage un semnal de alarm - fr team de
represalii - n cazul comportamentului ilegal al profesori-lor,
ofierilor, directorilor sau politicienilor. Pe de alt parte, n
Statele Unite i n majoritatea demo-
- 33. SEC. 1.2 HARDWARE-UL REELEI 13craiilor, legea asigur n mod
explicit dreptul unei persoane acuzate de a-i chema acuzatorul n
faaCurii. Acuzaiile anonime nu pot servi drept prob. Pe scurt,
reelele de calculatoare, asemenea industriei tipografice cu 500 de
ani n urm, permitcetenilor obinuii s-i lanseze opiniile prin
mijloace diferite i ctre audiene diferite fa de celede pn acum.
Aceast libertate nou descoperit aduce cu ea probleme nerezolvate de
ordin social,politic i moral. Odat cu binele vine i rul. Viaa pare
a fi construit astfel. Internetul ofer posibilitatea de agsi repede
informaii, dar multe dintre ele sunt greit informate, tendenioase
sau chiar completeronate. Sfatul medical pe care tocmai l-ai luat
de pe Internet poate s vin de la un laureat al pre-miului Nobel sau
de la un repetent din liceu. Reelele de calculatoare au introdus de
asemenea i noitipuri de comportamente antisociale i infracionale.
Transmiterea electronic a fleacurilor i gunoa-ielor (eng.: junk) a
devenit parte din via pentru c oamenii au colecionat milioane de
adrese pecare le vnd pe CD-ROM-uri aa-ziilor ageni de marketing.
Mesajele care au un coninut activ (deobicei programe sau macrouri
care se execut pe maina receptorului) pot avea efecte distructive.
Furtul de identitate devine o problem serioas, pentru c hoii
colecteaz destule informaii de-spre o potenial victim pentru a
putea obine cri de credit i alte documente n numele acesteia.n
fine, posibilitatea de a transmite digital muzic i filme a deschis
ua pentru nclcarea masiv adrepturilor de autor care sunt greu de
depistat i pedepsit. Multe dintre aceste probleme puteau fi
rezolvate dac industria de calculatoare ar fi luat n
seriossecuritatea calculatoarelor. Dac toate mesajele erau criptate
i autentificate, ar fi fost mai greu s secomit nedrepti sau
furturi. Aceast tehnologie este bine conturat i o vom studia n
detaliu ncap. 8. Problema este c vnztorii de hardware i aplicaii
software tiu c introducerea unor atribu-te de securitate cost bani,
iar cumprtorii nu solicit astfel de atribute. Mai mult, un numr
sub-stanial de probleme este determinat de aplicaiile care
funcioneaz cu erori, ceea ce se ntmplpentru c productorii adaug din
ce n ce mai multe faciliti programelor lor, ceea ce
nseamninevitabil mai mult cod i de aceea mai multe erori. O tax
pentru noile faciliti ar putea ajuta, darar face produsele greu de
vndut n anumite segmente de pia. Plata unei despgubiri pentru
pro-gramele care funcioneaz eronat ar fi foarte cinstit, doar c ar
duce la faliment ntreaga industriesoftware chiar din primul an.1.2
HARDWARE-UL REELEI A venit acum timpul s ne ndreptm atenia de la
aplicaiile i problemele sociale ale interco-nectrii (partea
distractiv) la aspectele tehnice care intervin n proiectarea
reelelor (partea serioasde lucru). Dei nu exist o taxonomie general
acceptat n care pot fi ncadrate toate reelele de cal-culatoare,
sunt extrem de importante dou criterii: tehnologia de transmisie i
scara la care opereazreeaua. Vom examina pe rnd fiecare din aceste
aspecte. n principal exist dou tipuri de tehnologii de transmisie
care se folosesc pe scar larg. Aces-tea sunt: 1. Legturi cu
difuzare. 2. Legturi punct-la-punct.
- 34. 14 INTRODUCERE CAP. 1 Reelele cu difuzare au un singur
canal de comunicaii care este partajat de toate mainile din re-ea.
Orice main poate trimite mesaje scurte, numite n anumite contexte
pachete, care sunt primitede toate celelalte maini. Un cmp de adres
din pachet specific maina creia i este adresat pa-chetul. La
recepionarea unui pachet, o main controleaz cmpul de adres. Dac
pachetul i esteadresat, maina l prelucreaz; dac este trimis pentru
o alt main, pachetul este ignorat. S considerm, ca analogie, c
cineva se afl la captul unui coridor cu multe ncperi i
strig,,Watson, vino aici: Am nevoie de tine. Dei pachetul poate fi
primit (auzit) de mult lume, numaiWatson va rspunde. Ceilali pur i
simplu l ignor. Un alt exemplu ar fi un aeroport unde se anunc toi
pasagerii zborului 644 sunt rugai s se prezinte la poarta 12.
Sistemele cu difuzare permit n general i adresarea unui pachet ctre
toate destinaiile, prin folo-sirea unui cod special n cmpul de
adres. Un pachet transmis cu acest cod este primit i prelucratde
toate mainile din reea. Acest mod de operare se numete difuzare.
Unele sisteme cu difuzaresuport de asemenea transmisia la un subset
de maini, operaie cunoscut sub numele de trimiteremultipl. Una din
schemele posibile este s se rezerve un bit pentru a indica
trimiterea multipl.Restul de n - 1 bii de adres pot forma un numr
de grup. O main se poate ,,abona la orice grupsau la toate
grupurile. Un pachet trimis unui anumit grup va ajunge la toate
mainile abonate la gru-pul respectiv. Prin contrast, reelele
punct-la-punct dispun de numeroase conexiuni ntre perechi de maini
in-dividuale. Pentru a ajunge de la surs la destinaie pe o reea de
acest tip, un pachet s-ar putea s fienevoit s treac prin una sau
mai multe maini intermediare. Deseori sunt posibile trasee
multiple,de diferite lungimi, i de aceea descoperirea drumurilor
celor mai potrivite este foarte important.Ca o regul general (dei
exist numeroase excepii), reelele mai mici, localizate geografic,
tind sutilizeze difuzarea, n timp ce reelele mai mari sunt de
obicei punct-la-punct. Transmisiile punct lapunct cu un sigur
transmitor i un singur receptor sunt numite uneori i unicasting.
Fig. 1-6. Clasificarea procesoarelor interconectate n funcie de
dimensiune. Un criteriu alternativ pentru clasificarea reelelor
este mrimea lor. n fig. 1-6 este prezentat oclasificare a
sistemelor cu procesoare multiple dup mrimea lor fizic. Prima
categorie o reprezintreelele personale (personal area networks),
reele gndite pentru o singur persoan. De exemplu,
- 35. SEC. 1.2 HARDWARE-UL REELEI 15o reea fr fir care conecteaz
calculatorul cu perifericele sale (tastatur, imprimant, mouse)
esteo reea personal. De asemenea, un PDA care controleaz aparatul
auditiv al utilizatorului sauregulatorul lui de ritm cardiac se
ncadreaz n aceeai categorie. Mai departe de aceste reelepersonale
sunt reele cu domenii mai mari. Acestea pot fi mprite n reele
locale, reele me-tropolitane i reele larg rspndite geografic. n
sfrit, prin conectarea a dou sau mai multe reelerezult o
inter-reea. Internet-ul este un exemplu bine cunoscut de
inter-reea. Distana este uncriteriu de clasificare important,
pentru c, la scri diferite, sunt folosite tehnici diferite. n
aceastcarte ne vom ocupa de reele din toate aceste categorii.
Prezentm mai jos o scurt introduce nsubiectul echipamentelor de
reea.1.2.1 Reele locale Reelele locale (Local Area Networks),
denumite n general LAN-uri, sunt reele private locali-zate ntr-o
singur cldire sau ntr-un campus de cel mult civa kilometri. Ele
sunt frecvent utiliza-te pentru a conecta calculatoarele personale
i staiile de lucru din birourile companiilor i fabrici-lor, n
scopul de a partaja resurse (imprimante, de exemplu) i de a schimba
informaii. LAN-urilese disting de alte tipuri de reele prin trei
caracteristici: (1) mrime, (2) tehnologie de transmisie i(3)
topologie. LAN-urile au dimensiuni restrnse, ceea ce nseamn c
timpul de transmisie n cazul cel mai de-favorabil este limitat i
cunoscut dinainte. Cunoscnd aceast limit, este posibil s utilizm
anumitetehnici de proiectare care altfel nu ar fi fost posibile.
Totodat, se simplific administrarea reelei. LAN-urile utilizeaz
frecvent o tehnologie de transmisie care const dintr-un singur
cablu la ca-re sunt ataate toate mainile, aa cum erau odat
cablurile telefonice comune n zonele rurale.LAN-urile tradiionale
funcioneaz la viteze cuprinse ntre 10 i 100 Mbps, au ntrzieri mici
(mi-crosecunde sau nanosecunde) i produc erori foarte puine.
LAN-urile mai noi pot opera la vitezemai mari, pn la 10 Gbps. n
aceast carte vom pstra tradiia i vom msura vitezele de transmi-sie
pe linii n megabii/sec (1 Mbps reprezint 1.000.000 bii), i
gigabii/sec (1 Gbps reprezint1.000.000.000 bii). Fig. 1-7. Dou
reele cu difuzare. (a) Magistral. (b) Inel. Pentru LAN-urile cu
difuzare sunt posibile diverse topologii. Fig. 1-7 prezint dou
dintre ele.ntr-o reea cu magistral (cu cablu liniar), n fiecare
moment cel mult una dintre maini este masteri are dreptul s
transmit. Restul mainilor nu pot transmite. Cnd dou sau mai multe
maini vor
- 36. 16 INTRODUCERE CAP. 1s transmit simultan, este necesar un
mecanism de arbitrare. Mecanismul de arbitrare poate fi
cen-tralizat sau distribuit. De exemplu, IEEE 802.3, popular numit
EthernetTM, este o reea cu difuzarebazat pe magistral cu control
descentralizat, lucrnd la viteze ntre 10 Mbps i 10 Gbps.
Calcula-toarele dintr-un Ethernet pot transmite oricnd doresc; dac
dou sau mai multe pachete se cioc-nesc, fiecare calculator ateapt o
perioad de timp aleatorie i apoi ncearc din nou. Un al doilea tip
de reea cu difuzare este reeaua n inel. ntr-un inel fiecare bit se
propag inde-pendent de ceilali, fr s atepte restul pachetului cruia
i aparine. n mod tipic, fiecare bit navi-gheaz pe circumferina
ntregului inel ntr-un interval de timp n care se transmit doar civa
bii, demulte ori nainte chiar ca ntregul pachet s fi fost transmis.
Ca n orice alt sistem cu difuzare, estenevoie de o regul pentru a
arbitra accesele simultane la inel. Pentru aceasta se utilizeaz
diferitemetode, care vor fi discutate n carte mai trziu. IEEE 802.5
(inelul cu jeton de la IBM) este unLAN popular de tip inel, care
opereaz la 4 i la 16 Mbps. Un alt exemplu de reea de tip inel
esteFDDI (Fiber Distributed Data Interface, rom: Interfa de date
distribuite pe fibr optic). Reelele cu difuzare pot fi n continuare
mprite n statice i dinamice, n funcie de modul dealocare al
canalului. O metod tipic de alocare static ar fi s divizm timpul n
intervale discrete is rulm un algoritm round-robin, lsnd fiecare
main s emit numai atunci cnd i vine rndul.Alocarea static irosete
capacitatea canalului atunci cnd o main nu are nimic de transmis n
cu-anta de timp care i-a fost alocat, astfel c majoritatea
sistemelor ncearc s aloce canalul dinamic(la cerere). Metodele de
alocare dinamic pentru un canal comun sunt fie centralizate, fie
descentralizate. ncazul metodei centralizate de alocare a canalului
exist o singur entitate, de pild o unitate de arbi-trare a
magistralei, care determin cine urmeaz la rnd. Poate face acest
lucru acceptnd cereri ilund o decizie conform unui algoritm intern.
n cazul metodei descentralizate de alocare a canaluluinu exist o
entitate central; fiecare main trebuie s hotrasc pentru ea nsi dac
s transmitsau nu. S-ar putea crede c n acest fel se ajunge
totdeauna la haos, dar lucrurile nu stau aa. Vomstudia mai trziu
numeroi algoritmi proiectai s refac ordinea dintr-un potenial
haos.1.2.2 Reele metropolitane O reea metropolitan (Metropolitan
Area Network), sau MAN (plural: MAN-uri) deservete unora. Cel mai
bun exemplu de MAN este reeaua de televiziune prin cablu disponibil
n cele maimulte orae. Acest sistem s-a dezvoltat de la primele
antene colective folosite n zone n care semna-lul recepionat prin
aer era foarte slab. n aceste sisteme timpurii, o anten foarte mare
era amplasa-t pe vrful celui mai apropiat deal i semnalul captat
era retransmis ctre casele abonailor. La nceput, acestea erau
sisteme proiectate local, ad-hoc. Apoi companiile au nceput s se
im-plice n aceast afacere, obinnd contracte de la municipalitile
oraelor pentru a cabla chiar intreg oraul. Urmtorul pas a fost
programarea televiziunii i chiar canale de televiziune produsenumai
pentru furnizarea prin cablu. De cele mai multe ori aceste canale
sunt foarte specializate, pedomenii precum tirile, sporturile,
gastronomia, grdinritul, i altele. Dar nc de la nceputuri ipn n
ultima perioad a anilor 1990, aceste reele erau exclusiv dedicate
recepiei de televiziune. Din momentul n care Internet-ul a nceput s
atrag audiena de mas, operatorii de reele decablu TV au realizat c,
dac vor face anumite schimbri n sistem, ar putea s ofere servicii
bidirec-ionale n Internet n prile nefolosite ale spectrului. La
acel moment, sistemul de cablu TV a nce-put s se transforme dintr-o
soluie de a distribui semnalul TV n ora ntr-o reea metropolitan.
Lao prim aproximare, o MAN poate s arate oarecum similar cu
sistemul prezentat n fig. 1-8.
- 37. SEC. 1.2 HARDWARE-UL REELEI 17 Fig. 1-8. O reea
metropolitan care se bazeaz pe cablu TV. n aceast figur se vd att
semnalele de televiziune ct i Internet-ul trimise ntr-un
centraliza-tor (head end) pentru a fi apoi redistribuite n casele
oamenilor. Vom reveni la acest subiect n deta-liu n cap. 2.
Televiziunea prin cablu nu este singurul MAN. Ultimele dezvoltri n
domeniul accesului la In-ternet fr fir, a dus la dezvoltarea unei
noi reele metropolitane care a fost standardizat cu numelede IEEE
802.16. Vom studia acest domeniu n cap. 2.1.2.3 Reele larg rspndite
geografic O reea larg rspndit geografic (Wide Area Network), sau
WAN, acoper o arie geografic n-tins - deseori o ar sau un continent
ntreg. Reeaua conine o colecie de maini utilizate pentru aexecuta
programele utilizatorilor (adic aplicaii). n concordan cu termenul
uzual, vom numiaceste maini gazde. Gazdele sunt conectate printr-o
subreea de comunicaie sau, pe scurt, subre-ea. Gazdele aparin
clienilor (de exemplu calculatoarele personale ale oamenilor), dei
subreeauade comunicaie aparine i este exploatat, de cele mai multe
ori, de o companie de telefonie sau deun furnizor de servicii
Internet (ISP). Sarcina subreelei este s transporte mesajele de la
gazd lagazd, exact aa cum sistemul telefonic transmite cuvintele de
la vorbitor la asculttor. Prin separa-rea aspectelor de pur
comunicaie ale reelei (subreelei) de aspectele referitoare la
aplicaii (gaz-de), proiectarea ntregii reele se simplific mult. n
majoritatea reelelor larg rspndite geografic, subreeaua este format
din dou componentedistincte: liniile de transmisie i elementele de
comutare. Liniile de transmisie transport biii ntremaini. Ele pot
fi alctuite din fire de cupru, fibr optic sau chiar legturi radio.
Elementele de co-mutare sunt calculatoare specializate, folosite
pentru a conecta dou sau mai multe linii de transmi-sie. Cnd sosesc
date pe o anumit linie, elementul de comutare trebuie s aleag o nou
linie pen-tru a retransmite datele mai departe. Din pcate, nu exist
nici o terminologie standard pentru de-
- 38. 18