2. Tipuri de modele de RC (arhitecturi)

2.1 Principiile conceptiei pe niveluri Pentru a reduce din complexitatea proiectarii, majoritatea retelelor sunt organizate sub

forma unui ansamblu de activitati cooperante, organizate pe straturi sau niveluri, fiecare

dintre ele construit peste cel de dedesubt.(=structura ierarhica pe niveluri sau straturi)

Nr de niveluri, numele fiecarui nivel, continutul si functia sa variaza de la o implementare la

alta.

O activitate este un ansamblu coerent de actiuni elementare, in vederea indeplinirii unui

scop definit (transmiterea unui pachet pe un canal, supravegherea starii retelei, stabilirea unei

comunicatii etc).

Actiunile elementare care participa la executia unei activitati sunt realizate local prin

entitati.

Nivelul n al unui sistem poate purta un dialog cu nivelul n al altui sistem. Regulile si

conventiile utilizate in conversatie sunt cunoscute sub numele de protocolul nivelului n.

Protocolul = intelegere intre partile care comunica, asupra modului de realizare a

comunicarii.

Entitatile cuprinse la nivelurile corespondente ale diferitelor sisteme se numesc entitati egale

(procesele egale comunica utilizand protocolul specific)

EX: finite umane, dispozitive

La nivelul de baza are loc o comunicatie fizica intre masini, iar la nivelurile superioare au

loc comunicatii virtuale.

Intre 2 niveluri adiacente “pe verticala” exista o interfata care defineste operatiile primitive si

serviciile utilizate la nivelul superior.

O multime de niveluri si protocoale este numita arhitectura de retea.

O aplicatie care se executa la nivelul 5 produce un mesaj M si il furnizeaza nivelului 4 pt a-l

transmite. Nivelul 4 insereaza un antet in fata mesajului pt a identifica respectivul mesaj si

paseaza rezultatul nivelului 3. Exista o limita impusa de protocolul nivelului 3 cu privire la

marimea mesajelor transmise => nivelul 3 sparge mesajele primite in pachete (fiecare

pachet are atasat un antet specific nivelului 3) (M1 si M2). Nivelul 3 decide ce linie de

transmisie sa utilizeze si trimite pachetele nivelului 2. Nivelul 2 adauga un antet pt fiecare

bucata si o incheiere si furnizeaza unitatea rezultanta nivelului 1 pt a o transmite fizic.

Tipuri de servicii Nivelurile pot oferi nivelurilor superioare 2 tipuri de servicii:

1. Orientate pe conexiune – modelat pe baza sistemului telefonic;

Cand vrei sa vorbesti cu cineva, mai intai ridici receptorul, apoi formezi nr, vorbesti si

inchizi. Beneficiarul trebuie sa stabileasca o conexiune, sa foloseasca aceasta

conexiune si apoi sa o elibereze.

Conexiunea functioneaza ca o teava, emitatorul introduce obiectele (bitii) la un capat,

iar receptorul le scoate afara in aceeasi oridine la celalalt capat.

Caracteristici:

Sunt sigure (nu pierd date)

Sunt cu confirmare (ex: FTP)

Pot avea 2 variante: secvente de mesaje (mentine delimitarea intre mesaje si

fluxuri de bytes (nu exista delimitari intre mesaje)

2. Fara conexiuni – modelat pe baza sistemului postal.

Toate mesajele (scrisorile) contin adresele complete de destinatie si fiecare mesaj

circula in sistem independent de celelalte.

Caracteristici:

Nu sunt sigure (pierd pachete, care pot sosi si in alta ordine)

Sunt fara confirmare

Sunt de tip datagrama (asemanator cu serviciul de telegrame care nu necesita

confirmare catre expeditor)

Primitive de serviciu Un serviciu este format dintr-un set de primitive (operatii) puse la dispozitia utilizatorului

care foloseste serviciul.

Exemplu minimal de primitive de serviciu care pot fi oferite pt a implementa un flux de

octeti intr-un mediu client-server:

Procesul client executa CONNECT pt a stabili o conexiune cu serverul. Apelul CONNECT

trebuie sa specifice cu cine doreste conectarea, foloseste un parametru prin care specifica

adresa. S0 trimite un prim pachet entitatii pereche cerandu-I sa se conecteze.Pachetul ajuns

la server este procesat. SO observa ca pachetul cere o conexiune si verifica daca exista un

ascultator. Daca da, va debloca ascultatorul si va trimite inapoi o confirmare. Serverul

executa RECEIVE pt a se pregati sa accepte prima cerere. Apelul RECEIVE blocheaza

serverul. Clientul executa SEND pt a trimite cererea urmat de executia unui RECEIVE pt a

obtine raspunsul. Sosirea pachetului de cerere la server deblocheaza procesul server pt a

procesa cererea. Serverul trimite SEND pt a raspunde clientului. Daca a terminat trimiterea

cererilor, clientul foloseste DISCONNECT. Apelul initial DISCONNECT este blocant,

suspenda clientul si trimite un pachet catre server pt a-I comunica faptul ca nu mai e necesara

conexiunea. Serverul elibereaza conexiunea.

Tipuri de modele de RC (Modele de referinta) 2 arhitecturi de retea importante:

I. Modelul de referinta OSI

se bazeaza pe o propunere dezvoltata de catre ISO = International Standards

Organization, ca un prim pas catre standardizarea internationala a protocoalelor

folosite pe diferite niveluri (autori: Day si Zimmermann, 1983)

se numeste ISO OSI (Open Systems Interconnection) pt ca se ocupa de

conectarea sistemelor deschise – sisteme deschise comunicarii cu alte sisteme =

interconectare

structura stratificata pe 7 niveluri

Principiile aplicate pt a se ajunge la cele 7 niveluri sunt:

1) un nivel trebuie creat atunci cand este nevoie de un nivel de abastractizare

diferit

2) fiecare nivel trebuie sa indeplineasca un rol bine definit

3) functia fiecarui nivel trebuie aleasa acordandu-se atentie definirii de

protocoale standardizate pe plan international

4) delimitarea nivelurilor trebuie facuta astfel incat sa se minimizeze fluxul de

informatii prin interfete

5) nr de niveluri trebuie sa fie suficient de mare pt a nu fi nevoie sa se

introduca in acelasi nivel functii diferite si suficient de mic pt ca arhitectura

sa ramana functionala

Caracteristici:

o Protocoalele nu sunt folosite aproape deloc

o Modelul este foarte folosit, general si inca valabil

o Caracteristicile fiecarui nivel sunt foarte importante

Niveluri:

Nivelul legatura date (Data Link) – asigura transmiterea corecta a datelor

intre 2 sisteme intre care exista o legatura fizica; Secventa de date e impartita

in frame-uri (cadre). Statia receptoare face verificarea sumei de control

asociata cadrului.

Nivelul retea (Network) asigura dirijarea cadrelor prin retea, stabilind calea

de transmisie a datelor de la sursa la destinatie. Poate asigura multiplexarea

mai multor comunicatii pe aceeasi legatura de date.

1-3 inlantuite; 4-7 cap-la-cap

Nivelul transport (Transport) – asigura transmisia corecta a datelor intre

statia sursa si statia destinatie (de tip punct-la-punct), realizeaza

secventierea mesajelor, sincronizeaza ritmul de transmisie si asigura

retransmisia mesajelor pierdute sau eronate

Nivelul sesiune (Session) – realizeaza conexiuni logice intre procesele

constituente ale unei aplicatii, asigurand diagolul direct intre aceste procese

(initializarea, sincronizarea, terminarea dialogului)

Nivelul prezentare (Presentation) – defineste semantica si sintaxa datelor

care se vor schimba. Se lucreaza cu o reprezentare abstracta a datelor,

valabila in toata reteaua, asigurandu-se conversia in formate specifice de

reprezentare la nivelul calculatoarelor, terminalelor etc. In unele aplicatii se

asigura compresia datelor si criptarea lor.

Nivelul aplicatie (Application) – asigura utilizatorului mijloacele necesare de

acces la mediul OSI. Se ocupa de semnatica aplicatiei. Serviciile de baza ale

retelei: posta electronica (e-mail), transferal de fisiere, accesul la distanta

Implementare ISO/OSI pe cele 7 niveluri:

Nivelul transport

PDU= Protocol Data Units = unitati

de date ale protocoalelor

Relative la nivel, alcatuite din corp

si antet

Nivelul 1 – implementat doar prin hard

Nivelul 2 – implementat prin soft si partial prin hard

Nivelul 3 - implementat in calculatoare si in IMP, printr-un program de interfatare

ce asigura functionarea hard-ului (driver)

Nivelul 4 – implementat printr-o parte a NOS – ce se numeste statie de transport

Nivelurile 5, 6, 7 – implementate in calculatoarele din WAN in cadrul SO al retelei

NOS (Network Operating System)

II. Modelul de referinta TCP/IP

Elaborat de DoD (Departament of Defence – Ministerul Apararii din SUA)

Are o structura ierarhica pe niveluri (separarea intre niveluri nu este foarte

clara)

Are in vedere, in mod deosebit, interactivitatea, mai mult decat organizarea

rigida in straturi functionale

ISO/OSI prezinta mai bine si mai explicit mecanismele de comunicatie intre

calculatoare, dar TCP/IP a devenit, datorita flexibilitatii sale, principalul

protocol comercial de interconectare a retelelor.

Caracteristici:

Modelul nu este foarte util

Protocoalele sunt folosite pe scara larga

Niveluri:

Nivelul Aplicatie – protocoale pt acces la distanta si partajarea de resurse:

Telnet, FTP, SMTP (Simple Mail Transfer Protocol), HTTP si multe altele; se

bazeaza pe functionalitatea straturilor inferioare

Nivelul Transport – similar celui din modelul OSI

Transporta datele cap-la-cap (host-to-host) intre procesele utilizatoare.

Protocoalele folosite sunt:

o TCP (Transmission Control Protocol): transmisia de date orientate pe

conexiune, servicii de transmisie sigure si fara erori

o UDP (User Datagram Protocol): mecanism de transmisie de baza, simplu,

fara conexiune, in mod datagram; utilizat si pt schimb de date – cum ar fi

difuzarea de nume NetBIOS, mesaje de sistem etc- care nu necesita controlul

fluxului, confirmarea, reordonarea pachetelor sau alte functiuni oferite de

protocolul TCP

o T/TCP (Transaction Transmission Control Protocol), este in curs de definire.

El va include actiuni de tip tranzactie, din ce in ce mai utilizate in Internet

Nivelul Internet [working] – interconectare a retelelor in vederea asigurarii

schimbului de date intre 2 statii racordate la retele diferite

Protocolul IP (Internet Protocol), definit de RFC (Request for Comments) 791,

constituie nucleul pt TCP/IP

Functiile lui sunt:

Definirea unitatilor de baza pt transmisiile intre retele (datagrame)

Definirea planului de adresare Internet

Circulatia datelor intre nivelul acces retea si nivelul transport pt fiecare

statie

Directionarea unitatilor de date catre calculatoarele de la distanta

Fragmentarea si reasamblarea unitatilor de date

Nivelul acces la retea (host-to-network) –ofera sistemului mijloacele care-I permit

transmiterea datelor catre alte masini conectate in retea (in particular, are

sarcina sa directioneze datele intre 2 echipamente racordate la aceeasi retea).

Protocoalele trebuie sa cunoasca caracteristicile tehnice ale subretelei, pt a

structura corect datele de transmis si pt a respecta restrictiile impuse.

Protocolul depinde de tipul retelei: X.25 pt retelele cu comutare de pachete, X.21

pt retele cu comutare de circuite, IEEE 802.x pt retele locale etc

Alte modele: CISCO – model ierarhic pe 3 nivele: nucleu, distributie, acces

Client-server

SONET (Synchronus Optical NETwork) – retea optica sincrona

A urmarit 4 obiective:

Conlucrarea mai mult companii de telecomunicatii – a fost definit un

standard comun de codificare a semnalului care sa faca referire la lungimea

de unda, sincronizare si structura cadrelor

Elaborarea de metode care unifica semnalele digitale din SUA, Europa si

Japonia bazandu-se pe canale digitale (era doar T3 la 44.736 Mbps, iar T4

nu era definit si se dorea o viteza mai mare)

Sa asigure suportul de operare, administrare si intretinere

Un cadru SONET are 810B, lansat la fiecare 125 microsecunde (chiar daca nu exista

date utile de transmis – deoarece este sincron)

Un canal de baza SONET este STS-1 (Synchronus Transport Signal) are o viteza de

transfer de 51.84 Mbos. Toate trunchiurile SONET sunt multiple de STS-1.

SDH (Synchronus Digital Hierarchy) – ierarhie digitala sincrona – difera de

SONET in mica masura; sunt recomandari (CCITT) ITU-T

o Poate transporta diferite tipuri de fluxuri

o Are ca obiectiv sa devina un sistem unic pt transmisia digitala

normalizata

o Cadrul de baza are 2430B emisi la fiecare 125 microsecunde numit

STM-1 (Synchronus Module level 1), ceea ce implica un debit de

155,52Mbps

o Intr-un cadru STM-1 informatiile sunt plasate in container, care poate

fi vazut ca o structura de grupare

DNA (Digital Network Architecture)

SNA (System Network Architecture)

Nivelul fizic Nivelul fizic realizeaza transmisia electrica a unui sir de biti fara a se verifica corectitudinea

acesteia. Nivelul fizic e in stransa legatura cu mediul fizic de transmisie a datelor. La acest

nivel se specifica: tipul de cablu, conectorul de legatura, rata de transfer, metoda de

codificare a datelor, metoda de acces la mediul de transmisie.

Pentru LAN se folosesc 3 medii fizice de transmisie:

Cablu torsadat (TP = Twisted Pair)

Cablu coaxial

Cablul cu firba optica