1

Cuprins

Cuprins……………………………………………………………………………………... 1

Rezumat…………………………………………………………………………………….. 3

1. Sinteza bibliografică…………………………………………………………………...... 5

1.1 Scurt istoric…………………………………………………………………….......... 5

1.2 Clasificarea reţelelor…………………………………………………....................... 6

1.2.1 În funcţie de întinderea geografică……………………………......................... 6

1.2.2 Din punctul de vedere al administrării……………………………………....... 7

1.2.3 În funcţie de topologia fizică…………………………………………….......... 7

1.2.4 În funcţie de topologia logică............................................................................. 11

1.2.5 Din punctul de vedere al drepturilor echipamentelor din reţea.......................... 11

1.2.6 În funcţie de mediul prin care circulă informaţia în reţea.................................. 11

1.2.7 Din punctul de vedere al debitului prin reţea..................................................... 12

1.2.8 După modul în care se controlează accesul la mediul al fiecărui echipament

din reţea.............................................................................................................

12

1.2.9 În funcţie de modul de circulaţie a informaţiei în reţea..................................... 14

1.3 Arhitectura reţelelor................................................................................................... 15

1.3.1 Modelul arhitectural ISO-OSI............................................................................ 15

1.3.2 Modelul arhitectural TCP/IP.............................................................................. 18

1.4 Încapsularea datelor................................................................................................... 19

1.5 Adresarea IP................................................................................................................ 19

1.6 Protocoale de rutare.................................................................................................... 23

1.6.1 Clasificarea protocoalelor de rutare................................................................... 23

1.6.2 Rutarea statică.................................................................................................... 25

1.7 Echipamente de reţea utilizate................................................................................... 26

2. Compararea algoritmilor de calcul utilizaţi de către protocoalele de rutare „link

state” şi „distance vector”.....................................................................................................

37

2.1 Algoritmul Dijkstra sau Shortest Path First............................................................. 37

2.1.1 Prezentare........................................................................................................... 37

2.1.2 Se va determina tabela de rutare pentru nodurile 1 si 4, folosind algoritmul

Dijkstra..............................................................................................................

38

2.2 Algoritmul Bellman-Ford........................................................................................... 44

2.2.1 Prezentare........................................................................................................... 44

2.2.2 Se va determina tabela de rute completă folosind algoritmul Bellman Ford..... 46

2.3 Analiza rezultatelor..................................................................................................... 48

2

3. Prezentare comparativa a protocoalelor de rutare alese............................................... 49

3.1 Protocoale de rutare „link-state”............................................................................... 49

3.1.1 Protocolul Open Shortest Path First (OSPF)...................................................... 49

3.2 Protocoale “distance-vector”.......................................................................................... 52

3.2.1 Protocolul Routing Information Protocol (RIP)................................................. 52

4. Prezentarea spatiului de lucru......................................................................................... 55

4.1 Simulatorul Packet Tracer......................................................................................... 55

4.1.1 Prezentare generală............................................................................................ 55

4.1.2 Interfaţa simulatorului Packet Tracer................................................................. 56

4.1.3 Configurarea simulatorului Packet Tracer......................................................... 57

5. Proiectarea şi configurarea reţelei................................................................................... 59

5.1 Protocol de rutare „link-state” - Open Shortest Path First.................................. 59

5.2 Protocol de rutare „distance vector” – Routing Information Protocol................ 66

6. Efectuarea măsuratorilor................................................................................................. 70

6.1 Timp de raspuns OSPF............................................................................................... 74

6.2 Timp de raspuns RIPv2.............................................................................................. 72

6.3 Concluzii....................................................................................................................... 74

7. Prezentarea reţelei fizice in ansamblu............................................................................. 76

7.1 Zona „Sediu Vechi GSP”............................................................................................ 76

7.2 Zona „Sediu Elogistics”.............................................................................................. 80

7.3 Zona „Noul Sediu GSP”............................................................................................. 82

7.4 Zona „Dana Portuară”............................................................................................... 84

7.5 Configurarea regulilor de acces intre departamentele zonei “Sediu nou GSP”... 86

7.5.1 Zona Administrativă 1........................................................................................ 86

7.5.2 Zona Administrativă 2........................................................................................ 87

7.5.3 Zona de monitorizare maritimă.......................................................................... 88

7.5.4 Zona de securitate şi monitorizare terestră......................................................... 88

Concluzii ................................................................................................................................ 90

Glosar..................................................................................................................................... 91

Bibliografie............................................................................................................................. 96

3

Rezumat

Lucrarea de faţă descrie proiectarea şi simularea unei reţele virtuale, utilizând mediul de

simulare, Packet-Tracer. Cunoştintele necesare realizării lucrării, au fost aprofundate, prin întocmirea

unei sinteze bibliografice în domeniul retelisticii. Datorită faptului că alegerea unui protocol de rutare,

pentru a fi implementat într-o reţea reală, depinde foarte mult de detaliile fizice şi topologice

particulare ale fiecărei reţele în parte, este necesară realizarea unui studiu comparativ al protocoalelor

în cauza, pe acea topologie particulară, într-un mediu de simulare.

Lucrarea este structurată în şapte capitole, fiecare având mai multe subcapitole, urmate de o

serie de concluzii şi o lista cuprinzătoare de referinţe bibliografice.

În primul capitol este prezentată sinteza bibliografică realizată, ce cuprinde un scurt istoric şi o

clasificare a reţelelor, precum şi prezentarea conceptelor teoretice utilizate pentru proiectarea reţelei,

compararea teoretică şi practică a protocoalelor de rutare şi a algoritmilor de calcul utilizaţi de acestea.

Astfel sunt prezentate pe scurt detalii cu privire la:

Arhitectura reţelelor; se descriu modelele arhitecturale ISO-OSI şi TCP/IP, ce stau la baza

comunicaţiei în reţelele de date.

Încapsularea datelor

Adresarea IP; implică prezentarea modului în care se realizează comunicaţia, între două

echipamente din interiorul unei reţele şi explicitarea tehnicilor CIDR, DHCP şi NAT, ce

permit realizarea adresării ip, utilizând spaţiul de adrese IPV4.

Protocoale de rutare; detalii generale şi clasificare

Prezentarea echipamentelor de reţea utilizate în simulatorul Packet Tracer şi în

implementarea fizică a reţelei În cel de-al doilea capitol este realizată o prezentare comparativă a algoritmilor de calcul, utilizaţi

de către protocoalele de rutare „link state” şi „distance vector”. Totodată se realizează aplicarea

practică a acestor metode de calcul a rutelor posibile, în reţeaua creată. Pentru o exemplificare cât mai bună a diferenţelor dintre protocoalele de rutare interne, s-a

ales implementarea unei topologii de tip „mesh”, deoarece aceasta poate furniza un număr mai

mare de rute alternative, spre o destinaţie anume din reţea. Pentru a imita o situaţie reală, au fost

stabilite costuri diferite pe fiecare latură a reţelei. Se aplică pe rând cei doi algoritmi de calcul,

Dijkstra (Shortest Path First) pentru a calcula tabelele de rutare pentru nodurile 1 şi 4, şi algoritmul

Bellman-Ford pentru determinarea tabelei de rute completă.

În capitolul trei al lucrării sunt prezentate, în mod comparativ, două protocoale de rutare

internă, reprezentative pentru cele două clase de protocoale studiate. Din grupul de protocoale

„link-state” a fost ales pentru exemplificare protocolul Open Shortest Path First (OSPF), care este

astăzi, probabil cel mai utilizat protocol de rutare internă, în reţelele diferitelor organizaţii de pe

glob. Acest protocol este caracterizat de faptul că transmite, în mesajele sale, informaţii despre

interfeţele direct conectate, împreună cu „descrierea” lor (tipul interfeţei, adresa IP, masca de reţea,

cost, s.a.). Reprezentativ pentru grupul de protocoale „distance-vector”, este protocolul Routing

Information Protocol (RIP), care este şi primul protocol de rutare dinamică, definit în anul 1988.

Deşi foarte multe s-au schimbat din acea perioadă, în domeniul comunicaţiilor, acest protocol este

utilizat la scară largă şi astăzi în reţelele de dimensiuni mai mici.

În capitolul patru este prezentat mediul de lucru utilizat la crearea acestei lucrări. Este

prezentat în detaliu simulatorul Packet Tracer, la nivel de interfaţă şi sunt descrise acţiunile

utilizatorului în cadrul folosirii aplicaţiei şi opţiunile aflate la dispoziţia acestuia. Packet Tracer

este un simulator dezvoltat de Cisco Sistems şi poate fi utilizat conform licenţei, doar de către

4

studenţii academiei Cisco Networking Academy. Packet Tracer a fost creat cu scopul de a permite

exersarea principiilor reţelisticii şi dezvoltarea cunoştinţelor privind configurarea şi funcţionarea

echipamentelor în reţea .

În capitolul cinci sunt prezentate detaliile de proiectare, necesare creării reţelei formată din

şapte routere, în topologie „mesh”, utilă pentru a demonstra practic cu ajutorul simulatorului,

calculele efectuate pe baza algoritmilor. Totodată se va realiza o comparaţie practică, între cele

două protocoale alese. Pe baza măsurării timpilor de răspuns la modificările de topologie şi a

performanţelor fiecărui protocol, se va determina care dintre acestea, este mai util pentru a fi

implementat pe această topologie particulară. Este detaliată punerea în aplicare a tehnicilor

prezentate în sinteza bibliografica(adresarea ip, subnetarea) şi este prezentată modalitatea de

configurare a echipamentelor în linie de comandă.

Capitolul şase cuprinde prezentarea măsurătorilor efectuate, pentru a determina timpul de

răspuns al celor două protocoale, la o modificare de topologie (pierderea unei conexiuni). Concret

se iniţiază o conexiune între două routere distante şi în timpul transmisiei de date se întrerupe calea

fizică pe care o urmează pachetele. Se determină timpul necesar fiecărui protocol, pentru a

determina o altă cale validă spre destinaţia aleasă, prin contorizarea numărului de pachete ce au

fost trimise dar nu au ajuns la destinaţie. Pentru obţinerea de rezultate cât mai exacte se efectuează

un număr de zece măsurători pentru fiecare protocol şi se analizează rezultatele.

În capitolul şapte este prezentată o reţea reală, ce are la bază topologia creată anterior

pentru test. Protocolul ales pe baza rezultatelor obţinute, pentru a fi implementat pe echipamentele

fizice, este Open Shortest Path First (OSPF). Rezultatele măsurătorilor arată faptul că, timpul de

convergenţă al protocolului de tip „link-state” este de două ori mai mic decât al protocolului

Routing Information Protocol (RIPv2) iar echipamentele utilizate în alcătuirea reţelei, nu au fost

suprasolicitate de cerinţele superioare ale acestuia. În acest capitol este prezentată în detaliu

reţeaua reală, alcătuită din patru zone, şi configurarea specifică a fiecărui echipament. Sunt puse în

evidenţă modalităţile de interconectare a zonelor ce au configurate diferite protocoale de rutare şi

tehnici de adresare.

În final sunt prezentate câteva concluzii ale lucrării teoretice şi practice, precum şi

referinţele bibliografice utilizate.

5

1. Sinteza bibliografică 1.1 Scurt istoric

Prin noţiunea de "reţea" se înţelege o grupare de terminale autonome (nici unul dintre ele

nu are funcţii de control asupra celorlalte) care sunt interconectate pentru a putea face schimb de

informaţii între ele. Reţelele moderne de bandă largă cu integrarea serviciilor oferă suport

universal pentru o multitudine de tipuri de servicii. Din acest motiv, noţiunea de "terminal" poate

avea accepţiuni foarte diverse, plecând de la un telefon şi ajungând la o sursă de semnal de

televiziune de înaltă definiţie.

Prima reţea funcţională dezvoltată în lumea a fost telegraful. Cu ajutorul acestuia se puteau

transmite mesaje scrise la distanţe mari. Cel care a construit un telegraf simplu, uşor de manipulat

şi care s-a răspândit în întreagă lume, a fost Samuel Brese Morse (1838). Telegraful folosea un cod

alcătuit din linii şi puncte, cunoscut sub numele de “alfabetul Morse”. Telegraful s-a răspândit

foarte repede şi astfel, o reţea de sârme se întindea în întreagă lume.

În 1961, Leonard Kleinrock membru MIT (Massachusetts Institute of Technology), a

propus o idee inovatoare, ce susţinea utilizarea comutării pachetelor de date ca fundament al

comunicării într-o reţea, în locul tehnologiilor bazate pe circuite electrice.

Pe baza acestei idei şi din dorinţa de a transmite rapid informaţii la distanţă, a luat naştere

prima reţea de calculatoare, la mijlocul anilor 60, în forma ARPAnet (Advanced Research Projects

Agency Net). Aceasta era o reţea între mai multe computere din mai multe instituţii americane, ce

lucrau pentru ARPA (Advanced Research Projects Agency), un departament de cercetare din

cadrul Pentagonului. ARPA a fost pusa în funcţiune ca reacţie la succesul sovietic al lansării

satelitului Sputnik în spaţiu în 1957.

Unul din obiectivele ARPAnet era crearea unei reţele de mari dimensiuni, care să nu fie

distrusă datorită atacurilor asupra sistemului. Războiul Rece fiind la apogeu, scenariul unui

dezastru era considerat fie lansarea unei bombe, fie un atac nuclear. Datorită acestui motiv, a

rezultat un proiect de reţea, unde reţeaua însăşi era permanent în pericol de atac. În consecinţă,

doar un minimum de informaţii era cerut de la computerele client în reţea. Când transmisia de date

întâlnea un obstacol şi una dintre adrese nu putea fi accesată, se găsea o altă cale către adresa

căutată.

Alături de această reţea s-au mai dezvoltat încă trei alte reţele independente dar

asemănătoare: „RAND”, care era o reţea destinată celor ce făceau cercetări în armată, „NPL” care

se dezvoltă în Anglia şi aparţinea Institutului Naţional de Fizică şi cea de-a treia în Franta la

Institutul de Cercetări Informatice şi Automatică, numită „CYCLADES”. Dezvoltarea acestor

patru reţele informatice a dus la formarea Internetului.

În octombrie 1972, ARPA a desfăşurat prima demonstraţie publică, care consta în

transmiterea sau accesarea de date în reţea şi extinderea reţelei prin adăugare de noi staţii de lucru.

Comunicaţia în această reţea era mijlocita de un calculator numit IMP (Interface Message

Processor) care prelua controlul activităţilor din reţea.

Datorită menţinerii conceptului de reţea cu o arhitectură deschisă, la care se puteau

conecta alte staţii de lucru, a apărut necesitatea creării unui protocol de transmisie de date în reţea,

pentru a preîntâmpina pierderea, deteriorarea sau reordonarea pachetelor de date transmise. Acest

protocol cuprintea un set de reguli pe baza cărora se desfăşura comunicaţia în reţea. Primul

protocol dezvoltat s-a numit Network Control Protocol, care mai târziu s-a transformat în

Transmission Control Protocol(TCP), ce furnizează o modalitate universală de comunicare între

reţelele de calculatoare.

6

Prima reţea "civilă" a fost formată din patru computere între Universităţile din Utah,

Santa Barbara şi Los Angeles şi Institutul de Cercetare din Stanford. În curând, cercetători din alte

instituţii au devenit interesaţi, deoarece folosirea computerelor era costisitoare şi folosirea în

comun a unei reţele era mult mai avantajoasă.

Pe parcurs au fost dezvoltate primele servicii, folosite încă şi azi pentru transferul

informaţiei:

- File Transfer Protocol, pentru trimiterea şi regăsirea fişierelor

- Telnet, pentru accesarea şi folosirea bazelor de date, a bibliotecilor şi a cataloagelor din

toată lumea.

- E-Mail, pentru trimiterea mesajelor personale.

În anii 90 a avut loc o dezvoltare exponenţială a reţelelor de calculatoare la nivel

mondial, susţinută de inovaţiile tehnologice şi dezvoltarea socială şi comercială.

Apariţia calculatoarelor conectate în reţea a reprezentat o performanţă privind utilizarea

calculatoarelor în procesarea informaţiilor. Multiplele avantaje oferite de reţelele de calculatoare

sunt:

utilizare eficientă prin partajarea resurselor unităţii centrale (UC);

acces direct la resursele hardware (memorii externe, imprimante, etc.) şi software

(editoare, limbare de programare, programe specializate);

păstrarea programelor şi fişierelor într-o singura copie (pe server) şi utilizarea lor de

către orice utilizator cu drept de acces;

sistem de protecţie a fişierelor şi programelor;

utilizarea simultana a bazelor de date de catre mai mulţi utilizatori;

comunicare şi schimb de informaţii (programe şi fişiere) între utilizatori la nivel local,

regional sau mondial.

Dezvoltarea reţelelor de calculatoare, (mici sau mari) a contribuit la elaborarea şi

utilizarea unor aplicaţii cu un impact mare asupra vieţii economice şi sociale din întreaga societate:

accesul la programe complexe ce ofera informaţii utile la nivel macroeconomic;

accesul la mari baze de date din domeniile economic, financiar, comunicaţii, etc.;

accesul la informaţii stiinţifice şi transferul rapid al articolelor ştiinţifice.

1.2 Clasificarea reţelelor:

1.2.1 În funcţie de întinderea geografică:

a) reţele locale (LAN – Local Area Networks), Termenul Local Area Network,

prescurtat LAN, provine din limbă engleză unde înseamnă “reţea locală” (de calculatoare). Un

LAN este un ansamblu de mijloace de transmisiune şi de sisteme de calcul folosite pentru

transportarea şi prelucrarea informaţiei. Ele sunt frecvent utilizate pentru a conecta calculatoarele

personale şi staţiile de lucru (workstation) din birourile companiilor şi fabricilor, în scopul de a

partaja resurse (de exemplu imprimantele) şi de a schimba informaţii. LAN-urile au dimensiuni

relativ restrânse, de până la câteva sute de metri, ceea ce înseamnă că timpul de transmisie în cazul

cel mai defavorabil este limitat şi cunoscut dinainte. Cunoscând această limită, este posibil să se

7

implementeze anumite tehnici simple care altfel nu ar fi fost posibile. Totodată, se simplifica

administrarea reţelei. Caracteristică mediului de transmisie este că vitezele de transmisie a datelor

nu depăşeşte 10 – 100 Mb/s.

Reţeaua locală de calculatoare LAN este o combinaţie de componente hardware şi

software:

sisteme de calcul care se interconectează;

adaptoare sau plăci de reţea (NIC – Network Interface Card);

mediul fizic de comunicaţie;

unităţi de interconectare (concentratoare / repetoare, etc.);

software de reţea

b) reţele metropolitane (MAN – Metropolitan Area Networks), versiunea extinsă a LAN-

urilor, folosite pentru transmisii de date şi voce, întinderea lor localizându-se la nivelul unui oraş

sau judeţ;

c) reţele extinse (WAN – Wide Area Networks), care pot fi la nivelul unei ţări sau

continent. WAN-urile se folosesc pentru interconectarea mai multor LAN-uri şi a altor tipuri de

reţele, astfel încât să se faciliteze comunicarea între persoane şi computere situate la mari depărtări

unele faţă de altele. Multe companii şi organizaţii particulare şi-au construit cu timpul WAN-uri

proprii.

Vitezele în cadrul acestor reţele variază între circa 1,2 kbit/s şi 16 Mbit/s, iar sistemele

bazate pe ATM sau linii închiriate pot atinge chiar viteze de transmisie mai mari de 156 Mbit/s.

WAN-urile folosesc drept mediu tipic linii telefonice, linkuri cu microunde şi comunicţiile prin

sateliţi.

d) Internetul sau reţeaua de reţele, nivelul de acoperire este global.

1.2.2 Din punctul de vedere al administrării, reţelele de calculatoare pot fi

clasificate în:

a) reţele publice, administrate de companii de telefonie publice care deţin avantajul unei

infrastructuri destul de dezvoltate.

b) reţele private, administrate chiar de utilizatori.

c) reţele comerciale, aparţinând mai multor corporaţii.

1.2.3 În funcţie de topologia fizică: Cuvântul topologie poate fi înţeles ca fiind studiul locaţiei unui obiect. Legat de studiul

reţelelor, modalităţile prin care sunt interconectate echipamentele determină o anumită hartă a

acestor echipamente. Acest studiu analizează topologia reţelei, atât din punct de vedere fizic, cât şi

logic, fiecare reţea privită sub cele două aspecte putând avea o anumită topologie fizică şi un tip

diferit de topologie logică.

a) Topologia de tip magistrală (bus) – toate calculatoarele din reţea sunt conectate între ele

prin intermediul unui cablu de reţea. Din punct de vedere fizic, fiecare calculator, împarte acelaşi

8

cablu comun de conectare cu toate calculatoarele din reţea. Tipul de cablu care se foloseşte pentru

realizarea acestui tip de topologie este un cablu care permite viteze de transfer ale datelor de

maxim 10 M/s.

Caracteristica topologiei o reprezintă faptul că primul şi ultimul calculator din reţea

este conectat doar de un singur alt calculator din reţea, celelalte calculatoare învecinându-se cu alte

două calculatoare. Unul dintre avantajele principale ale acestui tip de topologie îl reprezintă faptul

că toate calculatoarele sunt conectate unele de celelalte, comunicarea dintre ele realizându-se în

mod direct. Dezavantajul este reprezentat de neplăcerile care pot interveni în momentul în care

cablul prezintă întreruperi, comunicarea întrerupându-se între toate calculatoarele. Din punct de

vedere logic o topologie de tip magistrală permite fiecărui calculator din reţea să vadă toate

semnalele de la toate calculatoarele din reţea.

Fig. 1 Topologie de tip Magistrala

b) Topologia de tip cerc (ring) – harta pe care o prezintă acest tip de topologie

simbolizează un cerc în care fiecare calculator se află conectat cu alte două calculatoare adiacente.

Din punct de vedere fizic, topologia arată că toate calculatoarele sunt conectate direct unele cu

altele într-o manieră numită lanţ. Din punct de vedere logic, pentru a putea circula informaţia,

fiecare calculator trebuie să transfere informaţia calculatorului adiacent.

Fig. 2 Topologia de tip cerc

9

c) Topologia de tip cerc dublu (dual ring) – acest gen de topologie constă în două cercuri

concentrice, în care calculatoarele sunt conectate numai cu calculatorul vecin adiacent. Cele două

cercuri nu sunt conectate între ele. Din punct de vedere fizic, acest tip de topologie reprezintă o

variantă îmbunătăţită a topologiei de tip cerc, excepţie făcând apariţia unui cerc secundar având un

caracter redundant care conectează aceleaşi calculatoare. Acest tip de topologie a fost gândit cu

scopul de a furniza flexibilitate în cadrul reţelei, fiecare calculator aparţinând practic a două

topologii de tip cerc independente. Privind logic această topologie se comportă ca două reţele de

tip cerc, dar numai una dintre ele este folosită la un moment dat.

Fig. 3 Topologia de tip cerc dublu

d) Topologia de tip stea – prezintă un nod central de care sunt conectate toate

calculatoarele din reţea. Din punct de vedere fizic nodul central este reprezentat de dispozitive de

reţea numite hub sau swich. Avantajul acestei topologii o reprezintă faptul că toate calculatoarele

din reţea pot comunica prin intermediul acestui nod central, legatura rămânând activă chiar dacă

unul dintre calculatoare are conexiunea către nod întreruptă. Un dezavantaj evident care poate

apare la acest tip de topologie îl reprezintă proasta funcţionare sau chiar defectarea dispozitivului

central. Dacă acesta se defectează, întreaga reţea devine inutilizabilă. Din punct de vedere logic

toată circulaţia informaţiei trece prin acest dispozitiv, fapt care produce breşe de securitate.

Fig. 4 Topologia de tip stea

10

e) Topologia extinsă de tip stea – are ca bază de pornire tipologia de tip stea, singura

diferenţă fiind că fiecare punct care se conectează la nodul central devine la rândul său nod central

pentru o altă stea. Avantajul pe care îl presupune această tipologie din punct de vedere fizic, este

dat de numărul redus de calculatoare conectate direct la nodul central al reţelei. De asemenea,

pentru realizarea acestei topologii, se folosesc la conectarea calculatoarelor cabluri de reţea de

lungimi scurte. Din punct de vedere logic, topologia extinsă de tip stea este de natură ierarhică,

astfel informaţia care circulă în cadrul reţelei poate rămâne la nivel local.

Fig. 5 Topologia extinsă de tip stea

f) Topologia de tip arbore – este similară topologiei extinse de tip stea, diferenţa constând

în faptul că nu există un nod central; în schimb, se foloseşte un trunchi nodal în care se porneşte

spre alte noduri.

Fig. 6 Topologia de tip arbore

g) Topologia de tip Mesh (plasă ) – este o topologie similară cu cea de tip arbore însa

există mai multe căi ce pot fi parcurse de la sursă la destinaţie. Dacă toate nodurile reţelei sunt

11

conectate între ele atunci topologia se numeşte Full-Mesh. Acest tip de topologie deţine un avantaj

cheie deoarce, în cazul în care se pierde o cale catre un nod, transmisia poate fi redirecţionată pe

alta cale.

Fig. 7 Topologia de tip Mesh

1.2.4 În funcţie de topologia logică:

a) Magistrala (Bus):

b) Cerc (Ring)

1.2.5 Din punctul de vedere al drepturilor echipamentelor din reţea:

a) Peer to peer reţea de la egal la egal (peer =camarad ) caracteristică reţelelor mici

şi fără pretenţii mari de securitate. Are la bază punerea în comun (sharing) a resurselor hard şi soft

( imprimante , scanere, CD , Discuri , fişiere ). Este uşor de instalat şi uşor de administrat.

b) Client –Server reţea în care echipamentele au roluri, softuri şi dotări hard diferite.

Programele de reţea sunt realizate din două părţi: programul client care se instalează pe

calculatorul client şi programul server care se instalează pe calculatorul server. Calculatoarele

client cer servicii , fişiere , etc . Calculatoarele server stabilesc condiţiile în care calculatoarele

client au acces la ele , la serviciile şi resursele lor .

1.2.6 În funcţie de mediul prin care circulă informaţia în reţea:

a) Retele cablate:

- Cablu coaxial alcătuit dintr-un conductor metalic central ("firul cald"),

strat izolator, ecran ("masă") şi manta.

- UTP (Unshield Twested Pairs) Cablu cu perechi torsadate alcatuit din patru perechi de

canductoare rasucite în scopul anulării interferenţei electromagnetice ce cauzează diafonie.

- STP (Shielded Twested Pairs) cablu torsadat în pereche, ecranat, cu 4 perechi de fire.

- FTP (Foil Twisted Pair) cablu torsadat în pereche, izolat, conţinând 4 perechi de fire. Este

un cablu hibrid între UTP şi STP, care nu are ecran pentru fiecare pereche de fire din cablu, dar

prezintă ecranul de grup.

12

- Fibra Optică (monomod, multimod) alcătuită din mai multe fibre optice, uni sau

multimod, cu miez transparent (din material plastic sau sticlă), înveliş refractar (cladding) cu

indice de refracţie mai mic decât cel al miezului, manta (Plastic Shield), material de umplere

(Kevlar Reinforcing Material), eventual un fir de inox pentru creşterea rezistenţei mecanice, şi

manta exterioară (Outer Jacket) din plastic.

b) Retele Wireless (fara fir): Sunt impartite la randul lor in mai multe categorii, in functie

de suportul de transmisie a datelor:

- IR (Infraroşii )

- RadioWaves (unde radio )

1.2.7 Din punctul de vedere al debitului prin reţea:

a) Foarte mic: 10- 1000 kbs (ZigBee, Bluetooth)

b) Mic: 4- 10 Mbs

c) Mediu: 10-100 Mbs (LAN)

d) Mare: Gps

1.2.8 După modul în care se controlează accesul la mediul al fiecărui

echipament din reţea:

a) Acces controlat static:

TDM-Time Division Multiplexer: Multiplexare cu divizare în timp: un interval de timp se

divide în părţi egale. Fiecărui echipament din reţea i se atribuie o perioada în interiorul căreia poate

emite. Printr-un canal de comunicaţii unic se trimit, la momente adiacente de timp, informaţiile

transmise de fiecare calculator în parte. Informaţiile sunt transmise sub forma unor impulsuri

dreptunghiulare .Nu pot exista în acelaşi moment de timp şi în aceiaşi poziţie din spaţiu mai multe

informaţii deoarece acestea se afectează reciproc (întîlnirea sau ciocnirea undelor reprezintă o

coliziune).

Fig. 8 Time Division Multiplexer

STDM-Statistical Time Division Multiplexer: Multiplexare statistică cu divizare în timp:

reprezintă o variantă optimizată a TDM. Se alocă un interval de timp pentru transmisie unui

echipament numai dacă acesta îl solicită.

FDM-Frequency Division Multiplexer: Multiplexare cu divizare în frecvenţă: Fiecărui

echipament din reţea i se atribuie o undă purtătoare de o anumită frecvenţă. Fiecare undă este

folosită pe post de “cărăuş “, pentru a transporta în reţea informaţia unui echipament. Printr-un

canal de comunicaţii unic se trimit, toate undele purtătoare ( numite –carrier ) simultan sau nu , în

Info echip 3 Info echip 2 Info echip 1

Multiplexor

13

funcţie de necesităţile de emisie ale fiecărui calculator deoarece undele pot coexista şi se pot

propaga în aceleaşi momente de timp fără să se distrugă reciproc.

Fig. 9 Frequency Division Multiplexer

WDM-Wave Division Multiplexer: Multiplexare cu divizare în lungime de undă: se

utilizează la transmisia prin fibră optică. Informaţia pe care un calculator doreşte s-o transmită în

reţea este transpusă în pulsuri de radiaţie emise de diode LASER în domeniul 800nm-1200nm

(infraroşu apropiat ).Fiecărui calculator i se repartizează o lungime de undă pe care are dreptul să

emită, radiaţiile fiind apoi multiplexate şi trimise prin aceiaşi fibră optică. Se formează un

“multicanal “ optic .

b) Acces controlatc dinamic:

Token Ring reţeaua firmei IBM , realizată pe inel simplu, pe cablu de cupru, cu access la

mediu controlat prin Token. Un token reprezinta dreptul de a emite în reţea. Există în reţelele

Token Ring , Token Bus şi FDDI (Fiber Distributed Data Interface). Acesta acordă dreptul

calculatorului care îl detine, de a emite în reţea. Reprezintă un mod de a controla accesul

calculatoarelor la mediu pe care circulă informaţia.

Token Bus reţea realizată pe topologie fizică bus (magistrală ), cu access la mediu controlat

prin Token .(Ex. Reţeaua ArcNet).

FDDI (Fiber Distributed Data Interface) Interfaţă pentru distribuirea datelor pe fibră

optică. Reprezintă ansamblul tuturor specificaţiilor hard şi soft care stau la baza realizării reţelelor

de tip inel dublu, pe fibră optică, cu access controlat prin Token.

c) Acces aleator:

CSMA/CD (Carrier Sense Multiple Access/Collission Detection – Access multiplu cu

simţirea purtătoarei şi detectarea coliziunilor) este metoda de access la mediu utilizată în reţelele

Ethernet. Placa de reţea “ascultă mediul “ şi dacă nu detectează activitate emite. Dacă exista

activitate, datele transmise “se vor ciocni, vor intra în coliziune “ cu informaţiile întîlnite în cale şi

transmisia se întrerupe urmînd a fi reluată ulterior.

CSMA/CA (Carrier Sense Multiple Access/Collission Avoidance - Access multiplu cu

simţirea purtătoarei şi evitarea coliziunilor) este metoda de access la mediu utilizată în reţelele

Multiplexor

+

+

14

Local Talk. Placa de reţea “ascultă mediul “ şi dacă nu detectează activitate mai aşteaptă un timp

precis calculat şi apoi emite emite. Timpii de aşteptare fiind corect calculaţi , datele transmise de

placa “NU se vor ciocni “ cu alte date şi nu se vor produce coliziuni. Informaţia ajunge din prima

încercare la destinaţie.

1.2.9 În funcţie de modul de circulaţie a informaţiei în reţea:

a) Cu comutare de circuite: este caracterizată prin existenţa unui canal (sau concatenare

de canale intre noduri de reţea) disponibil simultan între cele două (sau mai multe) puncte

terminale, transparent, dedicat conexiunii în cauză, cu caracteristicile:

- transparenţa circuitului

- terminale aflate în comunicaţie simultan disponibile

- absenţa prelucrărilor în noduri

- transmisia în timp real a informaţiei (exceptând întârzierea de propagare)

Resursele reţelei sunt rezervate „capăt la capăt” pentru toată durata „convorbirii”. Lărgimea

de bandă este dată de capacitatea echipamentelor (comutatoare). Resursele pentru fiecare

conexiune sunt alocate la iniţializarea comunicaţiei, fără partajare, de aceea performanţele sunt

garantate. Aceste reţele folosesc divizarea resurselor prin TDM, FDM şi WDM.

Calea de conexiune se stabileşte înaitea transferului proriu-zis şi se deconectează după

încheierea sa. Acest lucru presupune un schimb auxiliar de informaţie între terminale şi centre şi se

realizeaza prin semnalizări. Comutatoarele implicate trebuie să fie capabile să comute canale

având debitul cerut de circuit şi să ofere conexiuni transparente. Comutatorele trebuie să posede

inteligenţa necesară pentru alegerea rutelor.

După stabilirea circuitului, comutatoarele nu mai intervin decât pentru păstrarea conexiunii

de comutaţie şi nu mai efectuează nici un fel de prelucrări asupra informaţiilor utilizatorului.

Utilizarea canalului poate fi ineficientă căci el este alocat pe toată durata comunicaţiei. Tratarea

erorilor datorate perturbaţiilor din canal cade în întregime în sarcina staţiilor terminale.

b) Cu comutare de pachete: tinde să devină tehnica de bază în reţelele de mare viteză. Se

caracterizează în mod esenţial prin memorarea şi retransmiterea mesajelor/pachetelor în fiecare

nod al reţelei, către destinaţie, pe aceeaşi rută fizică (circuite virtuale) sau pe rute independente

pentru fiecare datagramă/pachet în parte.

Un mesaj este divizat în unul sau mai multe blocuri (pachete), care se completează cu info-

adresă şi comenzi. Acestea sunt transmite succesiv, cu memorare şi retransmitere în fiecare nod,

până la destinaţie.

Comutaţia de pachete s-a impus ca alternativă de comutaţie pentru comunicaţii de date

datorită dezavantajelor comutaţiei de circuite, ineficienţa utilizării circuitului în condiţii de trafic

variabil; circuitul transparent impune viteză constantă şi egală cu cea a terminalelor sau

multiplexuri care trebuie să fie simultan active.

15

1.3 Arhitectura reţelelor

Arhitectura unui sistem detine informaţii despre modul în care se conectează componentele

sistemului şi despre interacţiunea dintre acestea, dar oferă şi o imagine generală a sistemului.

Pentru reducerea complexităţii alcătuirii, majoritatea reţelelor sunt organizate pe mai multe

nivele (straturi), în sensul împărţirii stricte a sarcinilor: fiecare nivel este proiectat să ofere anumite

servicii, bazându-se pe serviciile oferite de nivelele inferioare. Atunci când două echipamente

comunică, în fapt, se realizează o comunicare între nivelele de acelaşi rang ale celor două maşini.

Nivelul n al maşinii A realizează schimb de date cu nivelul n al maşinii B prin intermediul unui

protocol numit protocolul nivelului n. Un protocol reprezinta ansamblu de convenţii şi reguli pe

baza cărora se realizează transmiterea datelor.

În realitate datele nu sunt transmise de la nivelul n al unei maşini către nivelul n al alteia. In

schimb, fiecare nivel realizează prelucrările specifice asupra datelor şi le transmit nivelului

inferior, pana la nivelul fizic unde se realizează schimbul efectiv de date. Doar din punct de vedere

logic se poate vorbi de o "conversaţie" între nivelele a două maşini.

Intre oricare doua nivele adiacente exista o interfaţă , care stabileşte care sunt serviciile

oferite nivelului superior. In momentul proiectării arhitecturii reţelei trebuie sa se specifice clar

numărul de nivele şi interfeţele aferente. Mulţimea protocoalelor şi a nivelelor reprezintă

arhitectura reţelei. Specificaţiile arhitecturii trebuie să fie destul de detaliate pentru a permite

implementarea de aplicaţii care să se conformeze specificului fiecărui nivel.

1.3.1 Modelul arhitectural ISO-OSI

În anii 80 când ideea de reţea a câştigat din ce în ce mai mulţi adepţi, inginerii au înţeles că

fără o standardizare a tehnologiei reţelelor dezvoltarea acestui concept este condamnată la eşec.

Specialiştii de la Organizaţia Internaţională pentru Standardizare (ISO) au cercetat o mulţime de

modele pentru diferite reţele pentru a o alege pe cea care oferea cea mai bună interconectare.

Astfel, în 1984 au creat un model de reţea care să poată ajută companiile să dezvolte reţele

capabile de a lucra împreună. Modelul a fost numit modelul de referinţă OSI (Open Systems

Interconnection Basic Reference Model) şi a devenit disponibil imediat.

Modelul ISO-OSI împarte arhitectură reţelei în şapte nivele, construite unul deasupra

altuia, adăugând funcţionalitate serviciilor oferite de nivelul inferior. Modelul nu precizează cum

se construiesc nivelele, dar insistă asupra serviciilor oferite de fiecare şi specifică modul de

comunicare între nivele prin intermediul interfeţelor. Fiecare producător poate construi nivelele aşa

cum doreşte, însă fiecare nivel trebuie să furnizeze un anumit set de servicii.

16

Fig. 10 Modelul ISO-OSI

După cum puteţi vedea, OSI este un model stivă. Acest model simplifică evoluţia,

deoarece orice schimbare a unui nivel nu afectează celelalte niveluri. De asemenea, standardizează

reţeaua şi permite interoperabilitatea şi modularizarea componentelor fabricate de diverşi

producători.

7) Nivelul "Aplicaţie" ofera servicii de reţea pentru aplicaţiile utilizatorilor. Având

în vedere că se află în vârful stivei, nu oferă sevicii pentru alte nivele ci pentru aplicaţiile

exterioare. Nivelul de aplicaţii verifică partenerii de comunicare, integritatea şi sincronizarea

datele.

Printre funcţiile nivelului aplicaţie se află:

identificarea partenerilor de comunicaţie, determinarea disponibilităţii acestora şi

autentificarea lor

sincronizarea aplicaţiilor cooperante şi selectarea modului de dialog

stabilirea responsabilităţilor pentru tratarea erorilor

identificarea constrângerilor asupra reprezentării datelor

transferul informaţiei.

6) Nivelul "Prezentare" oferă date pentru nivelul de aplicaţii. Se ocupă cu

"prezentarea datelor " şi verifică dacă datele sunt într-un format care poate fi înţeles de ambele

părţi implicate în comunicare şi le converteşte la un format comun dacă este nevoie. De asemenea,

negociază pentru acest format comun. Este că un translator într-o conversaţie.

17

5) Nivelul "Sesiune" stabileşte, administrează şi termină sesiunile dintre părţile implicate în

comunicare şi oferă date nivelului de prezentare. Ajută două gazde să îşi sincronizeze dialogul şi

administrează schimbul de date. Oferă resursele pentru un transfer de date eficient, raportarea

erorilor proprii sau ale nivelelor superioare.

4) Nivelul transport realizează o conexiune între două calculatoare gazdă detectând şi

corectând erorile pe care nivelul reţea nu le tratează. Este nivelul aflat în mijlocul ierarhiei,

asigurând nivelelor superioare o interfaţă independentă de tipul reţelei utilizate. Funcţiile

principale sunt: stabilirea unei conexiuni sigure între două maşini gazdă, iniţierea transferului,

controlul fluxului de date, corectarea erorilor şi închiderea conexiunii.

Nivelul transport oferă regularizarea, siguranţa şi acurateţea fluxului de date prin

intermediul controlului nod-nod: Positive Acknowledgement and Retransmission (PAR)

- nodul sursă expediază un pachet, porneşte un contor şi aşteapă confirmarea de la nodul destinaţie;

- dacă contorul expiră înainte a primi confirmarea, nodul sursă retransmite pachetul şi

resetează contorul;

- fereastă (window): cantitatea de date pe care un nod le poate expedia înainte a primi o

confirmare de la nodul destinaţie;

- după transmiterea unui număr de octeţi egal cu dimensiunea ferestrei, un nod nu mai

poate expedia alte mesaje fără a primi mai întâi o confirmare de la nodul destinaţie;

3) Nivelul reţea asigură dirijarea unităţilor de date între nodurile sursă şi destinaţie, trecând

eventual prin noduri intermediare. Este foarte important ca fluxul de date sa fie astfel dirijat încât

să se evite aglomerarea anumitor zone ale reţelei. Interconectarea reţelelor cu arhitecturi diferite

este o funcţie a nivelului reţea.

2) Nivelul legăturii de date corectează erorile de transmitere apărute la nivelul fizic,

realizând o comunicare corectă între doua noduri adiacente ale reţelei. Mecanismul utilizat în acest

scop este împărţirea biţilor în cadre ( frame), cărora le sunt adăugate informaţii de control. Cadrele

sunt transmise individual, putând fi verificate şi confirmate de către receptor. Alte funcţii ale

nivelului se refera la fluxul de date (astfel încât transmiţătorul să nu furnizeze date mai rapid decât

le poate accepta receptorul) şi la gestiunea legăturii (stabilirea conexiunii, controlul schimbului de

date şi desfiinţarea conexiunii).

Nivelul legarurii de date este împărţit în două subnivele:

a) Logical Link Control (LLC) – IEEE 802.2

• participă la procesul de încapsulare, adăugând frame-ului câmpuri care permit

protocoalelor de nivel superior partajarea unei singure legături fizice;

• independent de tehnologia utilizată;

• acţionează ca un intermediar între nivelul reţea şi tehnologie;

b) Media Access Control (MAC)

• partea dependentă de tehnologie care asigură conectivitatea cu nivelul fizic;

• încapsulează pachetele în frame-uri;

• utilizează o schemă de adresare ne-ierarhică pentru a alege nodul care, dintr-un grup de

noduri ce încearcă simultan să comunice, va transmite date. Un frame trebuie să conţină adresa

MAC sursă şi destinaţie;

• o adresă MAC este localizată în NIC (Network Interface Card) şi conţine 48 biţi: primii

24 sunt gestionaţi de IEEE şi identifică producătorul; ultimii 24 de biţi reprezintă un număr de

serie;

18

1) Nivelul fizic Principala funcţie a nivelului fizic este aceea de a defini modalitatea de a

transmite un flux de date sub formă de biţi/octeţi între o sursă şi o destinaţie. El defineşte

specificaţiile electrice, mecanice şi funcţionale pentru activarea, menţinerea şi deactivarea legăturii

fizice între noduri.

1.3.2 Modelul arhitectural TCP/IP

Modelul de referinţă TCP/IP a fost creat de Ministerul Apărării din SUA pentru a deveni

reţeaua supremă - o reţea capabilă să supravieţuiască în orice condiţii, chiar şi într-un război

nuclear. Era extrem de important să fie creaţă o reţea capabilă să opereze cu o infrastructură

distrusă în proporţie de peste 90%, fără să aibă vreo importantă starea fizică a unor anumite

segmente ale reţelei. Internetul are această capacitate - două gazde pot comunică chiar dacă

aproape toate serverele dintre ele nu au putut să le răspundă cererii deoarece sunt disponibile căi

redundante.

Modelul TCP/IP a fost utilizat de reţeaua ARPANET şi de succesorul acesteia,

INTERNET, numele provenind de la protocoalele care stau la baza modelului:

- TCP (Transmission Control Protocol)

- IP (Internet Protocol)

Obiectivul central avut în vedere la proiectarea reţelei a fost acela de a se putea

interconecta fără probleme mai multe tipuri de reţele, iar transmisia datelor sa nu fie afectată de

distrugerea sau defectarea unei părţi a reţelei. In plus, arhitectura reţelei trebuia să permită rularea

unor aplicaţii cu cerinţe divergente, de la transferul fişierelor şi până la transmiterea datelor în timp

real (videoconferinţe). Modelul TCP/IP are doar patru nivele:

1) Nivelul gazdă-reţea

Cu ajutorul unui anumit protocol, gazda trimite prin intermediul reţelei pachete IP.

2) Nivelul internet

Acest nivel este axul pe care se centrează întreaga arhitectură, rolul sau fiind acela de a

permite gazdelor să emită pachete în reţea şi de a asigura transferul lor între sursă şi destinaţie. Se

defineşte un format de pachet şi un protocol (IP), nivelul trebuind să furnizeze pachete IP la

destinaţie, să rezolve problema dirijării pachetelor şi sa evite congestiile.

3) Nivelul transport

Este proiectat astfel încât să permită dialogul între entităţile pereche din gazdele sursă şi

destinaţie, pentru aceasta fiind definite două protocoale capăt-la-capăt: TCP şi UDP. Protocolul de

control al transmisiei (TCP) permite ca un flux de octeţi emis de o maşină să fie recepţionat fără

erori pe orice alta maşină din reţea. TCP fragmentează fluxul de octeţi în mesaje discrete pe care le

pasează nivelului internet. La destinaţie, procesul TCP receptor reasamblează mesajele primite,

reconstituind datele iniţiale. TCP realizează controlul fluxului de date pentru a evita situaţia în care

un transmiţător rapid inundă un receptor lent cu mai multe mesaje decât poate acesta sa prelucreze.

TCP este un protocol orientat pe conexiune

UDP ( User Datagram Protocol- protocolul datagramelor utilizator) este un protocol nesigur,

folosit în aplicaţii pentru care comunicarea rapidă este mai importantă decât acurateţea transmisiei,

aşa cum sunt aplicaţiile de transmitere a sunetului şi imaginilor video.

4) Nivelul aplicaţie

Nivelul aplicaţie conţine protocoalele de nivel înalt, cum ar fi terminalul virtual

(TELNET), transferul de fişiere (FTP) şi poşta electronică. Protocolul TELNET permite

19

utilizatorului să se conecteze pe o maşină aflată la distanţă şi să lucreze ca şi cum s-ar afla intr-

adevăr lângă aceasta. Pe parcurs s-au adăugat alte protocoale ca DNS (serviciul numelor de

domenii), pentru stabilirea corespondenţei dintre numele gazdelor şi adresele reţelelor, NNTP-

folosit pentru transferul articolelor (ştiri), http - folosit pentru transferul paginilor web, e.t.c.

1.4 Încapsularea datelor:

Pentru a transmite un mesaj în reţea se foloseşte un procedeu numit încapsularea datelor.

În cadrul unei reţele, datele sunt transmise de la o gazdă la altă şi fiecare nivel OSI comunică cu

nivelul corespondent de la destinaţie. Formă de comunicare în cazul în care fiecare nivel realizează

un schimb de date ( aşa numitul protocol data units - PDU) cu nivelul aflat la destinaţie poartă

numele de comunicare corespondent (peer to peer). În cadrul unei reţele fiecare nivel depinde de

nivelul inferior. Nivelul aflat cel mai jos încapsulează PDU-ul de la nivelul superior în câmpul sau

de date, îi adaugă header şi trailer propriu, iar datele trec la nivelul următor. De exemplu nivelul 4

adaugă mai multe informaţii la datele provenite de la nivelul 5 şi le grupează într-un segment.

Nivelul 3 (reţea) trebuie să transmită datele prin reţea. Le ataşează un header creând un PDU al

nivelului 3. În acest moment headerul conţine informaţii logice, iar Nivelul 2 încapsulează într-un

cadru informaţia despre adresă fizică necesară pentru că transferul să fie realizat. Nivelul de

"legătură a datelor" asigură "serviciul" nivelului de reţea prin încapsularea informaţiilor acestuia

din urmă într-un cadru. Nivelul fizic asigură de asemenea "serviciul" nivelul de "legătură a

datelor". Nivelul fizic codează cadrul într-un model de 1 şi 0 (biţi) pentru transmisia prin mediu la

nivel fizic.

1.5 Adresarea IP

Fiecare staţie este identificată într-o reţea printr-o adresă logică ce reprezintă un unic

număr întreg numit "adresă IP". Aceste adrese sunt atribuite staţiilor astfel încât rutarea pachetelor

să fie cât mai eficientă. O adresă IP codifica informaţia despre reţeaua fizică de care aparţine o

anumită staţie şi informaţia de identificare a staţiei în cadrul reţelei. Standardul cel mai des utilizat,

pentru atribuirea adreselor, este standardul IPV4 (Internet Protocol Version 4), unde IP (Internet

Protocol) este un protocol care asigură un serviciu de transmitere a datelor, fără conexiune

permanenţă.

Fiecare staţie gazdă din internet are atribuită o unică adresă internet pe 32 de biţi care este

folosită în toate comunicaţiile cu staţia respectivă. Această adresă este o pereche de tipul

(networkid, hostid) unde networkid este un identificator de reţea, iar hostid identifică o staţie din

cadrul reţelei networkid.

Adresele IPv4, scrise sub formă a 4 octeţi A.B.C.D, au 32 biţi. Numărul total al adreselor

disponibile este deci 232 adică aproximativ 4 miliarde. Adresele Ipv4 sunt împărţite în clase de

adrese după cum urmează:

20

C

lasa

Primul octet

în binar

Prima

adresă

Ultima

adresă

Observaţii

A 0xxxxxxx 0.0.0.1 127.255.

255.255

8 biţi reţea şi

24 biti host

B 10xxxxxx 128.0.

0.0

191.255.

255.255

16 biţi reţea

şi 16 biti host

C 110xxxxx 192.0.

0.0

223.255.

255.255

24 biţi reţea

şi 8 biti host

D 110xxxxx 224.0.

0.0

239.255.

255.255

folosită

pentru adresarea de

tip multicast

E 11110xxx 240.0.

0.0

255.255.

255.255

spatiu

rezervat

Utilizând clasele, schema de adresare în Internet poate suporta:

126 reţele de clasă A (cu maximum 16,777,214 gazde/reţea fiecare)

65,000 reţele de clasă B (cu maximum 65,534 gazde/reţea fiecare)

peste 2 milioane reţele clasă C (cu maximum 254 gazde/reţea fiecare)

Din acest mod de împărţire al adreselor în clase rezultă un număr finit de reţele şi

subretele independente care se pot crea. Totodată un grup de adrese nefolosite din reţeaua unui

client nu se pot aloca cu uşurinţă în reţeaua altui client (ci doar se poate reduce reţeaua respectivă

prin creşterea lungimii măştii de reţea şi împărţirea în subretele, urmînd că subreteaua liberă să fie

realocata - dar acest lucru este dificil şi nu e posibil decît în anumite cazuri). Pentru a amîna

momentul epuizării adreselor ip, s-au implementat mai multe soluţii:

- CIDR (Classless InterDomain Routing)

- DHCP (Dynamic Host Configuration Protocol),

- Spatiul de adresele private

- NAT (Network address translation).

a) CIDR (Classless InterDomain Routing)

CIDR (Classless InterDomain Routing) se referă la renunţarea la alocarea de adrese

conform împărţirii pe clasele A,B,C. În primii ani ai Internetului, anumite organizaţii sau companii

cum ar fi MIT, IBM, HP, Apple, şi altele au primit clase A (16 milioane de adrese) pe care în mod

evident nu le folosesc integral. Este dificilă acum retragerea şi realocarea acestor adrese. Pentru

evitarea existentei adreselor neutilizate se folosesc subneturi de lungime variabilă şi se alocă

fiecărui client / fiecărei organizaţii atîtea adrese cîte are nevoie. CIDR este sinonim cu adresarea şi

rutarea classless ; implementarea sa a necesitat introducerea obligatorie a măştii de reţea asociată

oricărei adrese, şi transmiterea acesteia şi de către protocoalele de rutare.

CIDR specifica un domeniu de adrese IP prin combinarea adresei IP cu masca sa de

subreţea asociata, în următorul format :

xxx.xxx.xxx.xxx/n

,unde n este numărul de (cei mai la stanga) biti '1' din masca de subreţea, adică cei care

reprezinta ID-ul de reţea.

Flexibilitatea adresării CIDR provine din capacitatea routerelor de a lucra cu măşti de

subreţea şi altele decât cele clasice pentru clasa A, B sau C (adică valori n altele decât 8, 16 sau

21

24). Pentru ca adresarea CIDR să funcţioneze, trebuie ca protocoalele de rutare să fie astfel

implementate încât să suporte adresarea CIDR.

CIDR se utilizează şi pentru alocarea adreselor IP în LAN-uri împărţite în mai multe

reţele (subretele), proces ce poartă denumirea de subnetting. Organizaţiile mari care au mai multe

reţele de calculatoare cu acces la Internet au întâmpinat probleme la atribuirea mai multor adrese

dintr-o clasă. Traficul prin router-ul organizaţiei era foarte mare iar comunicaţia avea astfel de

suferit în orele de vârf. Pentru a mări viteza de transfer a datelor şi a nu supraîncărca un router,

organizaţiile mari şi-au reorganizat reţeaua ierarhic folosind mai multe routere.

Pentru a face posibilă această divizare se utilizează adresarea pe subreţele. Aşa cum se

cunoaşte, o adresă IP are o zonă alocată reţelei şi o zonă in care se alocă adresă pentru

calculatoarele gazdă. Conform acestei arhitecturi avem clasele A,B,C şi D pentru multicast. Pentru

a gestiona mai eficient spaţiul de adresare alocat unei organizaţii mari cu mai multe reţele proprii,

s-au creat subreţelele.

Adresarea bazată pe subreţele (Subnet adressing) a fost un pas important în evoluţia

adresării IP, deorece rezolvă unele probleme importante ale adresării convenţionale pe clase bazată

pe 2 (două) nivele şi anume ID-ul de reţea şi ID-ul de gazdă. Contribuţia subnetarii şi apoi a

VLSM, constă în aceea că a permis fiecărei reţele să aibă propria ierarhie a adresării IP. Dintre

avantajele subnetarii - este locală, în interiorul fiecărei organizaţii şi transparenţa (invizibilă)

celorlalte. Prin această rezultă că organizaţia îşi va stabili propria structură de subnetare. Din

păcate această transparenţa reprezintă principalul dezavantaj al subnetarii în adresarea pe clase: nu

poate corectă neeficienţă fundamentală asociată cu acest tip de adresare, deoarece organizaţiile, în

continuare, vor avea alocate blocuri de adrese bazate pe clase. Problemă principală a subnetarii

convenţionale, bazate pe clase, este lipsă unei clase corespunzătoare organizaţiei de dimensiune

medie (aproximativ 5.000 gazde).

Deoarece, există 16.384 blocuri de adresare de clasă B cu 65.000 gazde şi mai mult de

2.000.000 blocuri de adresare de clasă C cu 254 gazde şi în lume există în lume milioane de

organizaţii de dimensiune medie astfel încât clasă C este puţin utilizată, de regulă organizaţiile

solicitând blocuri de adresare de clasă B, ceea ce face că aceste blocuri de adresare de clasă B să se

consume foarte rapid. Rezultă că este necesară o modalitate mai eficientă de utilizare a spaţiului de

adrese, de epuizarea acestora, de tranziţia la IPV6. Subnetarea şi VLSM nu au rezolvat deloc

problemă deoarece ele lucrează în interiorul unui bloc de adrese corespunzătoare unei clase. O

soluţie ar fi aceea de a obligă organizaţia să cumpere mai multe domenii de clasă C în loc să

„risipeasca” un bloc mai mare de adresare de clasă B. Dar această conduce la un alt dezavantaj

major: înlocuirea unei clase B cu 10 clase C multiplică cu 10 numărul intrărilor în tabelele de

rutare. Rezultă o soluţie mai bună ar fi eliminarea adresărilor pe clase printr-o schema de adresare

fără clase, care va rezolvă ambele probleme: utilizarea ineficienta a spaţiului de adresare IP si

creşterea exponenţiala a dimensiunilor tabelelor de rutare.

Avantaje CIDR:

Alocarea eficienta a spaţiului de adresare.

Eliminarea dezechilibrului dintre clase.

Tabele de rutare eficiente - CIDR perminte unui număr de intrări în tabelele de rutare să

reprezinte un număr mare de reţele. Deoarece CIDR este ierarhic, detaliile de la nivelele coborâte

(nivelele mai mici) pot fi ascunse routerelor care transferă traficul între reţele de dimensiune mare.

22

Nu există o metodă separată pentru subnetare -CIDR implementează conceptele

subnetării la nivelul Internetului. O organizaţie poate utiliza aceeaşi metodă pentru a crea o

structură proprie a reţelei sale de complexitate arbitrară fără a folosi alt mecanism de subnetare.

Dezavantaj CIDR – complexitatea

Nu mai este necesară analiza primilor biţi din adresa IP pentru a determina lungimea ID

ului de reţea, respectiv a ID-ului de gazda. Şi pentru routere procesul este mai complicat.

b) DHCP (Dynamic Host Configuration Protocol)

DHCP (Dynamic Host Configuration Protocol) este un proces folosit pentru a asigna

automat adresele IP hosturilor dintr-o reţea. În acest mod se uşurează munca de configurare a

acestora. Pentru implementarea procesului în reţea se instaleaza un server de DHCP. Staţiile care

au nevoie de adresa IP trimit un mesaj în reţea. Adresa sursă a mesajului este adresa MAC a staţiei,

în timp ce adresa destinaţie este adresa broadcast a reţelei, întrucît ele nu cunosc adresa serverului

de DHCP. Serverul de DHCP răspunde, trimiţînd către adresa MAC de unde a venit mesajul, un

mesaj în care îi comunică staţiei ce adresă IP (şi alti parametri) să folosească.

Această adresă poate fi aleasă aleator sau configurată dupa o tabela de corespondenţă

adresa MAC adresa IP, configurată manual de către administrator.

În anii furnizării accesului internet către clienţii de tip “home users” prin reţeaua telefonică,

DHCP a fost şi o soluţie de economisire a adreselor IP, întrucît clienţii care se conectau telefonic

nu stăteau conectaţi tot timpul; prin urmare, un ISP putea avea un milion de clienţi, din care doar

1/10 să fie conectaţi simultan, fiind suficient numărul corespunzător de adrese.

Odata cu dezvoltarea tehnologiilor ce au permis o conexiune permanentă la internet pentru

fiecare utilizator, nu se mai pot face economii de adrese pe această cale, iar DHCP este folosit doar

pentru simplificarea administrării alocării de adrese IP.

Spaţiul de adresele private:

Dispozitivele conectate la Internet în mod indirect nu au nevoie de o adresă ip unică. Pentru

aceste dispozitive au fost standardizate adresele private. Aceste adrese nu sunt unice la nivelul

Internetului şi de aceea nu sunt rutate de dispozitivele de nivel 3. În RFC 1918(Address Allocation

for Private Internets) au fost definite trei intervale rezervate pentru adresare privată:

Adrese rezervate pentru clasa A: 10.0.0.0 - 10.255.255.255

Adrese rezervate pentru clasa B: 172.16.0.0 - 172.31.255.255

Adrese rezervate pentru clasa C: 192.168.0.0 - 192.168.255.255

c) NAT (Network address translation).

NAT (Network Address Translation) este principala tehnologie care a permis Internetului

să se dezvolte în ciuda epuizării spaţiului de adrese IP. În interiorul unei organizaţii se pot folosi

adrese IP private, nerutabile (din RFC1918), dar hosturile cu aceste adrese nu sînt vizibile în

Internet.

O organizaţie poate cumpăra un număr redus de adrese IP publice de la un ISP (Internet

Service Provider) iar utilizatorii din cadrul organizariei primesc adrese private. Daca un utilizator

trimite un pachet cu adresa sursa privata, catre un host din internet, Ruterul de la graniţa

organizaţiei schimbă această adresă cu o adresa rutabilă dintre adresele cumpărate, şi trimite

pachetul în Internet. De asemenea, el introduce această translaţie într-o tabelă locală. Utilizatorul

destinaţie din Internet trimite pachetul de răspuns cu adresa destinaţie rutabilă, şi acesta ajunge

23

înapoi la ruter. Ruterul işi consultă tabela de translaţie şi schimbă la loc adresa cu cea privata din

interiorul organizaţiei, astfel că utilizatorul nu va detecta translatarea adresei sale de catre server.

În general NAT poate face translaţia între orice fel de adrese, nu numai între private şi

publice, aceasta fiind doar varianta cea mai raspîndită şi cea mai utilă.

1.6 Protocoale de rutare

Protocoalele de rutare stabilesc regulile prin care informaţiile despre reţele sunt schimbate

între rutere în scopul obţinerii unei tabele de rutare adecvate topologiei.

1.6.1 Clasificarea protocoalelor de rutare

Protocoalele de rutare pot fi clasificare după mai multe criterii:

a) După tipul de algoritmi folosiţi

- protocoale bazate pe vectori distanţă (Distance Vector - DV)

Scopul algoritmilor de rutaj este de a coordona deplasarea mesajelor prin reţea până ajung

la destinaţie. Pentru atingerea unor performanţe mai bune, algoritmii de rutaj au ca scop

determinarea unui traseu bun.

Metodele de rutaj folosite în acest scop se bazează pe un şir de algoritmi de determinare a

drumurilor optime în grafe. Algoritmii de rutaj se deosebesc în funcţie de criteriul de optimalitate

al traseului:

Număr minim de paşi: costul drumului se măsoară prin numărul canalelor traversate.

Evident, criteriul de optimalitate va fi asigurat de utilizarea drumurilor cu număr minim de canale.

Calea cea mai scurtă: fiecărui canal îi este asociată, pe cale statistică, o pondere

pozitivă iar costul unui drum se exprimă prin suma ponderilor canalelor din drum. Un algoritm de

acest tip utilizează drumul cu ponderea totală minimă.

Întârzieri minime: fiecărui canal îi este asociată în mod dinamic o pondere care depinde

de traficul pe canalul respectiv. Un algoritm cu întârzieri minime actualizează tabelele de rutaj în

mod continuu, astfel încât în orice moment să se aleagă drumul pentru care întârzierile totale sunt

minime. Deoarece întârzierile de pe canale se datorează traficului, diferitele pachete transmise pe

reţea se influenţează reciproc.

Elaborarea algoritmilor din această clasă se bazează pe algoritmii de determinare a

drumului de cost minim în grafuri, adaptaţi la context distribuit. Algoritmii din această clasă

trebuie să îndeplinească următoarele criterii:

Costul trimiterii unui pachet pe un drum D este independent de gradul de utilizare a

acelui drum, în particular de faptul că muchiile din D sunt utilizate de alte mesaje.

Costul drumului rezultat din concatenarea a două drumuri este egal cu suma costurilor

celor două drumuri. Ca o consecinţă, costul drumului vid este egal cu 0.

Graful asociat reţelei nu conţine nici un ciclu de cost negativ.

Algoritmul propus este o adaptare la context distribuit a algoritmului lui Ford inspirat din

principiul programării dinamice a lui Bellman. O caracteristică a acestui algoritm constă în faptul

că necesită păstrarea unei cantităţi mici de informaţie în nodurile reţelei, deoarece pentru fiecare

nod este suficientă informaţia privitoare la lungimile canalelor ce pleacă de la el şi numărul

nodurilor din reţea.

24

Se consideră că lungimea fiecărei laturi a retelei (i,j) este pozitivă şi că lungimile lor vor

rămâne fixe după momentul de timp t0, moment până la care au loc toate modificările în reţea.

Principiul pe care se bazează algoritmul lui Bellman-Ford constă în determinarea distanţei

minime de la nodul sursa la nodul destinaţie comun (notat, de exemplu, prin d) pentru toate

nodurile. În practică se executa algoritmul pentru fiecare nod destinaţie.

Pentru condiţiile iniţiale algoritmul lui Bellman-Ford determină distanţele minime între

nodurile reţelei şi destinaţie. Stabilirea unei sincronizări în sisteme cu prelucrare distribuită este

dificilă, de aceea se foloseşte o alternativă a acestui algoritm care funcţionează în regim asincron şi

care nu necesită un protocol de iniţializare respectiv protocol de reluare a execuţiei algoritmului.

- protocoale bazate pe starea legăturilor (Link State - LS)

Algoritmii de rutare folosind starea legăturilor (link-state routing algorithm), cunoscuţi

colectiv ca protocoale cu preferarea drumului minim (SPF) sau Dijkstra, menţin o bază de date

complexă a topologiei reţelei. Spre deosebire de protocoalele cu vectori-distanţă, cele folosind

starea legăturilor dezvoltă şi întreţin o cunoaştere completă a routerelor de reţea, ca şi a felului cum

sunt interconectate acestea. Această cunoştere este realizată prin schimbarea de pachete cu starea

legăturilor (LSP) cu alte routere conectate direct. Fiecare router care a schimbat LSP-uri

construieşte apoi o bază de date logicş utilizănd toate LSP-urile primite. Este utilizat apoi un

algoritm "cu preferarea drumului liber", pentru a calcula cât de accesibile sunt destinaţiile legate de

reţea. Această informaţie este utilizată pentru a actualiza tabela de rutare. Acvest proces este

capabil să descopere modificările topologiei reţelei, care ar putea fi cauzate de căderea unei

componente sau de mărirea reţelei. De fapt, schimbul de LSP-uri este declanşat de un eveniment

din reţea, nu este realizat periodic. Rutarea cu starea legăturilor are două zone parţiale de risc. Mai

înâi, în timpul procesului iniţial de descoperire, rutarea cu starea legăturilor poate acapara mediile

de transmisie ale reţelei, reducând astfel în mod semnificativ capacitatea reţelei de a transporta

date. Această degradare a performanţei este temporară, dar foarte evidentă. A doua problemă

potenţială este că rutarea cu starea legăturilor solicită intens memoria şi procesorul. Din această

cauză, routerele configurate pentru rutare cu starea legătulilor sunt în general mai scumpe.

Fiecare ruter trebuie să satisfaca urmatoarele:

1. Să descopere care sunt vecinii săi şi să afle toate adresele de reţea ale acestora

2. Să măsoare întârzierea sau costul pâna la fiecare din vecinii săi

3. Să pregăteasca un pachet prin care anunţă pe toata lumea că tocmai a terminat

de cules datele despre vecini

4. Să trimită acest pachet către toate celelalte routere

5. Să calculeze cea mai scurtă cale spre fiecare router

- protocoale hibride

Ultima formă de rutare dinamică este hibridizarea. Deşi există prtocoale hibride deschise,

echilibrate, această formă este asociată aproape exclusiv creaţiei brevetate a unei singure companii,

Cisco Systems Inc. Acest protocol, EIGRP, a fost proiectat combinând cele mai bune aspecte ale

protocoalelor cu vectori-distanţă şi cu starea legăturilor, fără limitările de performanţă sau

dezavantajele lor. Protocoalele de rutare hibride echilibrate, utilizează unităţi de măsură vectori-

ditanţă, dar realizează măsurători mult mai precise decât protocoalele cu vectori-distanţă

convenţionale. De asemenea, ele converg mult mai rapid decât acestea din urmă, dar evită

25

suprasarcinile şi actualizările cu starea legăturilor. Hibrizii echilibraţi nu sunt periodici, ci conduşi

de evenimente, conservând astfel lărgimea de bandă pentru aplicaţii reale.

b) După apartenenţa ruterelor la acelaşi AS:

- protocoale folosite de ruterele aflate în acelaşi AS (Interior Gateway Protocols - IGP);

RIP (Routing Information Protocol) este un protocol mai vechi de rutare cu vectori-

distanţă

IGRP (Interior Gateway Routing Protocol) este un protocol de rutare cu starea

legăturilor, utilizat pe scară largă, dezvoltat de Cisco Systems. Este brevetat şi acceptat doar pe

routere Cisco.

EIGRP (Enhanced Interior Gateway Routing Protocol) este un protocol de rutare bazat

pe protocolul IGRP, predecesorul său. Este proprietate Cisco.

OSPF (Open Shortest Path First) este un protocol cu starea legăturilor, cu un standard

deschis.

IS-IS (Intermediate System to Intermediate System) este un protocol bazat pe OSI

- protocoale folosite de ruterele care interconectează AS-urile (Exterior gateway protocols -

EGP).

BGP (Border Gateway Protocol) in versiunea curenta, BGPv4, dateaza din anii 1995

este un protocol de rutare modern, utilizat între sisteme autonome.

EGP (Exterior gateway protocol)

Un protocol extern transportă informaţiile de rutare între entităţi administrative

independente, cum ar fi două corporaţii sau două universităţi. Fiecare dintre aceste entităţi menţine

o infrastructură de reţea independentă şi foloseşte EGP pentru a putea comunica cu cealaltă

entitate. Astăzi, cel mai popular protocol extern este BGP . Este protocolul extern primar folosit

între reţelele conectate la Internet şi a fost proiectat special pentru acest lucru. Un protocol intern

este folosit în interiorul unui singur domeniu administrativ, sau între grupuri apropiate care

cooperează. Spre deosebire de protocoalele externe, IGP tinde să fie mai simplu, rezolvă

suprasolicitările venite din partea unui ruter. Aceste protocoale nu pot fi utilizate în reţelele mari.

c) Daca includ sau nu în update-ul de rutare masca reţelei:

- protocoale classfull (RIPv1,IGRP)-nu includ masca reţelei

- protocoale classless (RIPv2, EIGRP, OSPF,IS-IS)

1.6.2 Rutarea statică:

Un router care este programat pentru rutare statică expediază pachetele prin porturi

predeterminate. După ce routerele statice sunt configurate, ele nu mai trebuie să încerce

descoperirea rutelor, nici măcar să comunice informaţii despre rute. Rolul lor este redus la simpla

expediere a pachetelor. Rutarea statică este utilă doar pentru reţele foarte mici, care au o singură

cale către orice destinaţie dată. În astfel de cazuri, rutarea statică poate fi cel mai eficient

mecanism de rutare, pentru că nu consumă lărgime de bandă, încercând să descopere rute şi să

comunice cu alte routere. Pe măsură ce reţelele cresc şi apar căi redundante către destinaţii, rutarea

26

statică devine o sarcină care necesită prea mult efort. Orice modificări în disponibilitatea routerelor

sau a echipamentelor de transmisie din WAN trebuie să fie descoperite si programate manual.

WAN-urile caracterizate prin tipologii mai complexe, care pot oferi mai multe căi posibile,

necesită categoric rutare dinamică. Încercările de a utiliza rutarea statică în WAN-uri complexe, cu

mai multe căi, anulează rolul rutelor redundante.

1.7 Echipamente de reţea utilizate

O reţea are în alcatuirea sa o serie de componente fizice elementare care asigură buna ei

funcţionare, precum şi integrarea sa în cadrul altor reţele.

Scopul nivelului fizic este acela de a transportă informaţia ca şir de biţi de la un echipament

la celălalt.

Echipamentele ce alcatuiesc o reţea sunt clasificate în două categorii:

A. Echipamente pasive (fără sursă de energie):

a) cabluri;

b) conectori;

c) prize de reţea;

d) panouri (patch panel);

B. Echipamente active (necesită sursă de alimentare):

e) interfeţe fizice active;

f) calculatoare, imprimante, scanere etc;

g) echipamente de transmisie/recepţie (transceiver);

h) repetoare;

i) convertoare de mediu;

j) hub-uri;

k) comutatoare de reţea (switch);

l) punţi de reţea (bridge);

m) routere.

Interconectarea echipamentelor active se face prin intermediul celor pasive, standardizate

de TIA/EIA. EIA (Telecommunication Industry / Electronics Industries Association)

a) Cabluri, conectori

UTP (Unshielded Twisted Pair) UTP este un cablu torsadat în pereche, neecranat, flexibil,

conţinând perechi de fire pentru conectarea echipamentelor de reţea. O pereche de fire este formată

din două fire de cupru izolate, având o grosime tipică de 1 mm, iar diametrul firului este de

0,5mm.

Fiecare pereche de fire este răsucită, cu un pas de torsadare cuprins între 80 şi 200 mm,

care diferă de la o pereche la alta. În plus, perechile sunt torsadate între ele, cu un pas de 300 mm,

pentru reducerea interferenţelor dintre ele (crosstalk). Perechile sunt învelite într-o manta de

protecţie mecanică, realizată din material plastic.

27

Mufarea cablului pentru conexiuni într-o reţea de calculatoare se face cu un cleşte de

sertizare (crimper), cu conectori RJ-45 (Registered Jack - 45), modular, cu 8 pini, cu transmisie

serială asincronă.

Fig. 11 Cablu UTP + Conector RJ45

Izolaţiile firelor din cablu sunt de culori diferite, respectând codul culorilor, pentru a

permite identificarea perechilor de fire şi corespondenţa lor la capetele cablului. Un cablu de

legătură care are aceeaşi configuraţie a pinilor la ambele capete se numeşte cablu direct (straight).

Fig. 12 Standardul TIA/EIA-568-B.1-2001 cuprinte codul culorilor pentru atasarea

conectorilor RJ45.

Pentru cablul Ethernet inversor (cross-over Ethernet) se inversează practic pinii 1 şi 2 cu

pinii 3 şi 6, adică pinul 1 ajunge în cealaltă parte la pinul 3 şi pinul 2 la pinul 6 (se inversează

perechile portocaliu cu verde).

Cel mai utilizat cablu UTP îndeplineşte standardul aferent categoriei 5e. Acest gen de cablu

suportă un semnal cu frecvenţă de până la 100Mhz şi este utilizat pentru reţele cu un transfer de

100Mbit/s. Lungimea maximă a cablului între două echipamente poate fi de maxim 100 de metri,

însă în realitate ea este de aproximativ 90 de metri deoarece la fiecare capăt se păstrează o rezervă

de cablu.

Impedanţa caracteristică a perechii de cablu UTP are valoarea tipică de 100 Ohmi.

Diametrul exterior al cablului UTP este de 0,43 cm, dimensiunile sale mici, flexibilitatea sporită şi

preţul redus constituind avantaje în alegerea acestui cablu pentru reţelele.

Cablul de consolă (rollover) – Este utilizat pentru conectarea la portul de consola al unui

router, pe un port de comunicaţie serială prevăzut cu o mufă RJ-45. Celălalt capăt este introdus

28

într-un adaptor RJ-45 – DB 9 (sau DB 25) care este folosit la portul serial al calculatorului. Acest

tip de cablu are pinii în oglindă, adică pinul 1 ajunge la pinul 8, 2 la 7, 3 cu 6 şi aşa mai departe.

Pentru conectarea la portul USB al unui laptop se poate folosi un convertor serial-usb.

Cablu Rollover Interconectarea pinilor Adaptor serial-usb

Fig. 13 Cablu Rollover

Cablu serial este utilizat pentru a realiza conexiunea serială între doua echipamente

respectand standardul RS-232 (Recomended Standard - 232). Acest standard este pur şi simplu

dedicat comunicaţiei seriale între un sistem gazdă (Data Terminal Equipment sau DTE) şi un

sistem periferic (Data Circuit-Terminating Equipment, sau DCE). Viteza maximă de transfer a

datelor este de 20Kbiţi/s iar lungimea maxima a cablului este 16.5 metri.

Cablul serial poate fi conectat la echipamente cu ajutorul unor mufe miniaturale numite

DB-k (uzual k = 9 sau 25).

Cablu serial – conector DB9 Cablu serial – conector DB25

Fig.14 Cablu serial

Cablul optic (OC - Optical Cable) este alcătuit din mai multe fibre optice, uni- sau

multimod, cu miez transparent (din material plastic sau sticlă), înveliş refractar (cladding) cu

indice de refracţie mai mic decât cel al miezului, manta (Plastic Shield), material de umplere

(Kevlar Reinforcing Material), eventual un fir de inox pentru creşterea rezistenţei mecanice, şi

manta exterioară (Outer Jacket) din plastic.

29

Fig. 15 Fibra Optică

Un sistem de transmisie optic este format din trei componente: sursa luminoasă, mediul de

transmisie transparent şi fotodetectorul. Joncţiunile între segmentele de cablu trebuie realizate

perfect centrat şi cu axele fibrelor în prelungire pentru a nu avea pierderi de semnal. În acest scop,

se folosesc dispozitive denumite optocuploare.

Pentru reţelele de calculatoare se utilizează cablu optic dual, cu doar două fibre optice, care

în funcţie de dimensiunile miezului (10 μm; 50 μm … 100 μm, 125 μm) pot avea unul sau mai

multe moduri de propagare a luminii în interiorul miezului.

Lungimile de undă folosite pentru transmisie sunt din domeniul 750 – 1600 nm, respectiv

800 - 900 nm pentru prima generaţie de fibre optice, 1300 nm la cea de a doua generaţie şi 1550

nm la generaţia a treia. Atenuarea fibrei optice scade odată cu creşterea lungimii de undă, de la

circa 3,5 dB/km pentru prima bandă, la 1 dB/km în al doilea caz şi sub 0,4 dB/km la a treia

generaţie de fibre optice. Viteza maximă de transmisie a datelor creşte de la 150 Mbps în primul

caz, la 1 Gbps la generaţia a doua şi 100 Gbps în banda de 1550 nm. Viteza de transfer a datelor pe

fibră depinde de timpul de răspuns al fotoreceptorului.

Pentru reducerea pierderilor de semnal, joncţiunile cablurilor trebuie realizate cu precizie şi

protejate cu optocuploare. La capete se montează conectori speciali (SC – Simplex Connector, FC

– Fiber Connector, ST – Simplex Termination, LC – Long Connector), pentru fibră unimod (SMF)

sau multimod (MMF), cu eventuale adaptoare (Duplex Carrier Housing) pentru trecerea de la

cabluri simplex, cu o fibră, la cele cu două fibre.

În documentaţiile tehnice ale echipamentelor sunt specificate modurile de realizare a

conectorilor pentru DTE (Data Terminal Equipment) şi DCE (Data Circuit Equipment).

Adaptor duplex SC.

Fig 16 Conectori Fibra Optică

1) Conector SC 2) Conector ST 3) Conector LC 4) Conector FC 5) Conector MT-RJ

1 2 3 4 5

30

Conectorul USB are 4 pini şi se instalează pe cablu torsadat, cu două perechi de fire. Pinii

1 şi 4 sunt de alimentare iar pinii 2-3 sunt de date. Conectorul USB este folosit numai în mod

semi-duplex, pentru transmisii seriale, pe principiul „primul venit, primul servit”.

c) Priza de reţea este utilizată pentru conectarea elementelor de reţea active (statii de lucru,

imprimante, fax, telefon). În general prizele sunt montate pe peretele camerelor în care se află

staţiile de lucru.

d) Panoul de reţea (patch panel) constă într-un grup de conectori 'mamă' (de exemplu, de

tip RJ-45) şi un bloc de conexiuni denumit bloc de sertizare (punch-down block) care asigură

legăturile conectorilor cu căile de comunicaţie din spatele panoului.

Fig. 17 Panou de reţea

g) Echipamente de transmisie/recepţie (transceiver). Un transceiver este un echipament

multiport care conţine etaje de amplificare şi convertoare de semnal (de exemplu, semnalul electric

poate fi convertit în undă luminoasă şi invers folosind diode LASER şi fotodiode). Aceste

echipamente sunt utilizate pentru conectarea la mediul de transmisie (cablu UTP, coaxial, optic) a

unui echipament de retea (calculator, router).

h) Repetoare Pentru conexiuni la distanţe mai mari decât cea maxim admisă, se utilizează

mai multe segmente de cablu interconectate prin intermediul repetoarelor digitale care refac forma

rectangulară a impulsului de formatare a datelor eliminând astfel efectele zgomotelor şi

distorsiunilor de transmisie, după care amplifică semnalul până la nivelul de referinţă. Există

limitări privind numărul maxim de repetoare care pot fi intercalate între două noduri ale reţelei.

i) Convertoare de mediu fac trecerea de la un tip de mediu la altul, prin conversia

semnalului dintr-un format în altul.

k) comutatoare de reţea (switch);

Echipamentele care realizează comutarea cadrelor sunt denumite simplu comutatoare de

reţea (switch) şi sunt utilizate în reţele LAN cu diverse arhitecturi (Ethernet, Token- Ring, FDDI,

Fast Ethernet), dar şi pentru transmisiile în sisteme ATM (Asynchronous Transfer Mode) pentru

comutarea semnalelor digitale de tip voce, audio sau video, la viteze foarte mari (de ordinul a 1

Gbps), precum şi în sistem ISDN (Integrated Services Digital Network). În WAN, se utilizează

comutatoare de mare viteză, cu capacităţi superioare celor pentru LAN.

Avantajele utilizării unui switch, care foloseşte metoda comutării de circuite, sunt

evidente:

Prin intermediul switch-ului, se poate extinde reţeaua, structurată relativ simplu, fizic

sau logic (reţele locale virtuale VLAN - Virtual LAN).

Reduce încărcarea reţelei prin filtrarea traficului şi eventual prin controlul erorilor la

nivel de cadru.

31

Poate interconecta segmente de LAN cu medii fizice şi viteze de transmisie diferite.

Permite utilizarea sistemelor de priorităţi pentru transmisie, prin introducerea în cadru a

unui factor de calitate (QoS - Quality of Service).

În funcţie de complexitatea operaţiilor efectuate de switch, acesta poate lucra:

pe nivelul OSI 2 al legăturii de date, mai precis pe subnivelul MAC sau pe LLC;

pe nivelul 3 de reţea;

pe nivelul 4 de transport.

Un switch de subnivel MAC (Cut-through switch) citeşte adresa MAC a destinaţiei unui

cadru şi pe baza unui tabel de adrese (memorat pe durata procesului de "învăţare" - learning),

realizează legătura punct-la-punct dintre portul de intrare şi cel de ieşire şi expediază pachetul

(forwarding). Decizia de comutare se poate lua şi pentru fragmente foarte mici de pachete (sub

64B). Transferul este foarte rapid, dar este posibil ca acel cadru să fie afectat de erori şi nodul-

destinaţie să solicite retransmisia lui. Astfel reţeaua este folosită ineficient prin transmisia unui

cadru eronat, precum şi a cererii de retransmisie. Acest tip de switch este util în transmisii cu

întârzieri mici de transmisie, fără un control strict al erorilor.

Un switch de subnivel LLC (Store-and-forward switch) citeşte cadrul primit, îl memorează

şi testează secvenţa FCS pentru detecţia eventualelor erori. Dacă nu au apărut erori, cadrul este

transferat către portul corespunzător destinaţiei.

Pentru creşterea vitezei de funcţionare a switch-ului de nivel 2, s-a propus o soluţie de

compromis (Error-free cut-through switch), un switch care în mod normal lucrează rapid, pe

subnivelul MAC şi numai dacă pe o anumită cale se sesizează apariţia unor erori, atunci portul de

ieşire respectiv este reconfigurat să funcţioneze pe subnivelul LLC pe un interval limitat de timp.

Acest switch nu ia decizii de comutare înainte de a recepţiona primii 64 de octeţi.

Switch-urile de nivel 3 (L3 Switch) combină avantajul vitezei mari de comutaţie a switch-

ului de nivel 2 cu cele ale routerelor (controlul traficului, deducerea rutei optime etc). Un switch de

nivel 3 depinde de protocoalele de reţea utilizate. Un astfel de switch realizează automat procesul

de "învăţare" a adreselor (learning) şi construcţie a tabelelor de comutare şi rutare.

Switch-urile de nivel 4 (L4 Switch) iau decizii de rutare evaluând şi informaţiile de pe

nivelul OSI 4 de transport, cum ar fi numerele porturilor logice (23 - Telnet; 80 – WWW etc),

specificate de protocoalele de transport (de exemplu, TCP, UDP).

Echipamentul utilizat în realizarea reţelei este switch-ul Cisco Catalyst 2960-24TT:

Fig. 18 Switch Cisco Catalyst 2960-24TT

32

Detalii tehnice:

General

Tip dispozitiv: Switch

Laţime 44.5 cm

Înălţime 4.4 cm

Lungime 23.6 cm

Greutate 3.6 kg

Carcasă External -1U

Networking

Conectivitate Cablat

Rata de transfer 100 Mbps

Protocolul Data Link Ethernet, Fast Ethernet

Mod de comunicatie Half-duplex, full-duplex

Protocoale de switching Ethernet

Protocoale de management SNMP 1,RMON,Telnet,SNMP 3,SNMP 2c

Conectivitate

Interfeţe disponibile

24 x network - Ethernet 10Base-

T/100Base-TX - RJ-45

2 x network - Ethernet 10Base-T/100Base-

TX/1000Base-T - RJ-45

Alimentare

Dispozitiv de alimentare Sursa de alimentare internă

Voltaj AC 120/230V (50/60 Hz)

Software

Software inclus Cisco IOS IP Base

Parametrii de functionare

Temperatura minimă 0 °C

Temperatura maximă 45 °C

Umiditate 10 - 85%

Service

Detalii Garanţie pe viaţă

m) router

Un router este echipamentul de dirijare a pachetelor, de nivel reţea care utilizează algoritmi

specifici de deducere a căii optime de transfer a datelor într-o reţea de arie largă având căi

redundante, pe baza informaţiilor pe care le deţine referitor la topologia şi starea reţelei.

Rutarea este operaţia de dirijare a datelor între două noduri prin stabilirea “drumului

minim” din graful asociat topologiei fizice sau celei logice a unei reţele folosind un algoritm STA

(Spanning-Tree Algorithm).

Un router poate transfera date între LAN-uri diferite ca standard de transmisie (Ethernet,

ATM) fiind prevăzut cu diverse interfeţe având adrese individuale. Routerele pot face conversiile

necesare ale formatului pachetelor în cazul interconectării unor segmente de reţea cu standarde şi

protocoale diferite.

33

Rutarea pachetelor, mai precis transferul pachetelor în interiorul routerului către un anumit

port de ieşire din router, se face pe baza tabelului de rutare, care asociază adresele reţelelor de

destinaţie posibile cu interfeţele de ieşire din router. Routerul realizează deci operaţia de comutare

a pachetelor (switching) pe interfaţa corespunzătoare. Pentru adrese de destinaţie neincluse explicit

în tabelul de rutare, se defineşte o rută implicită (default route).

Din cadrul recepţionat se extrage pachetul şi se citeşte adresa de nivel OSI 3 a staţiei de

destinaţie. Aplicându-se acesteia masca de reţea se deduce adresa reţelei de destinaţie, urmând să

se ia decizia de comutare pe o anumită interfaţă a routerului prin deducerea rutei optime.

Se observă că în locul adreselor de destinaţie individuale, în tabelele de rutare se folosesc

adresele de reţea, deduse prin aplicarea măştilor de reţea adreselor de destinaţie utilizând operaţia

ŞI logic. Acest fapt permite reducerea dimensiunilor tabelelor de rutare şi implicit a timpului de

găsire a rutei optime.

Tabelul de rutare poate fi configurat static, de către administratorul de reţea, sau dinamic,

prin intermediul protocoalelor de rutare. Rutarea statică nu permite reactualizarea la timp a

tabelelor de rutare şi este practic ineficientă în cazul utilizării protocoalelor de adresare dinamică.

Pentru aplicarea algoritmului drumului minim, în graful reţelei de transport (cu routere) nu

trebuie să apară bucle. Se foloseşte o anumită metrică pentru stabilirea 'drumului minim' dintre

două noduri din graful reţelei (număr de routere sau 'hopuri' prin care se face transferul, întârziere

de transmisie, risc minim de coliziune etc).

De fiecare dată când topologia reţelei se modifică (prin dezvoltarea sau reconfigurarea

reţelei ori din cauza coliziunile sau congestiilor de trafic), este necesară reactualizarea tabelelor de

rutare (reconvergence). Timpul de reconversie a tabelelor depinde de protocolul de rutare aplicat.

Un router definit pe un singur protocol de reţea are avantajul că ştie exact unde se găseşte

în pachet adresa destinaţiei şi procesează rapid datele. Routerele multiprotocol lucrează cu structuri

diferite de pachete, cu diverse formate ale adresei de destinaţie, ceea ce îngreunează procesul de

rutare şi determină întârzieri de transmisie mai mari (30 % - 40 %).

Un router definit pentru IP este numit router IP sau gateway ('poartă de reţea'). În prezent,

un gateway poate lucra şi la nivelele superioare celui de reţea din modelul OSI, termenul fiind

utilizat într-un sens mult mai larg decât cel de router IP.

Rutarea se poate efectua static, caz în care administratorul de reţea introduce manual rutele

în tabelul de rutare, specificând pentru fiecare adresă a reţelei de destinaţie: adresa interfeţei de

ieşire din router, adresa următorului router (next Hop), eventual metrica de cale.

Rutarea dinamica se realizează prin reactualizarea tabelelor de rutare atunci când apar

modificări ale adreselor reţelelor sau subreţelelor, ale metricii utilizate sau coliziuni în WAN.

Acest mod de rutare permite deducerea căii optime dintre reţeaua-sursă şi cea destinaţie pentru

reducerea timpului, a costurilor de transmisie sau a riscului de coliziune. Rutarea IP dinamică

presupune alegerea protocolului de rutare, stabilirea adreselor şi a măştilor de reţea pentru toate

reţelele direct conectate la acel router.

Routerele Cisco folosesc ca şi sistem de operare IOS (Internetwork Operating System).

Acesta este un pachet de funcţii de rutare, switching şi telecomunicaţii intregrate într-un sistem de

operare multitask. Accesul şi configurarea se realizează dintr-o Interfața în linie de comandă

(CLI). Sesiunea CLI (Command Line Interface) poate fi accesată prin mai multe metode. Uzual,

CLI este accesată de la o consolă. Consola foloseste o conectare serială de mică viteză direct de la

un calculator sau un terminal pentru conexiunea la un router. O sesiune CLI poate fi accesată de

asemenea de la distanţă printr-o conexiune dialup folosind un modem conectat la portul AUX al

router-ului. Nici una dintre aceste metode nu necesită ca router-ul sa aiba vreun serviciu IP

34

configurat. O a treia metodă de accesare a unei sesiuni CLI este prin Telnet (conectare la distanţă

folosind un program prin care folosind calculatorul nostru controlăm un computer aflat în altă

locaţie fizică fără a ne deplasa pană la el) la router.

Interfaţa linie de comandă foloseste o structură ierarhică. Această structură necesită intrarea

în diferite moduri pentru a îndeplini anumite sarcini. De exemplu, pentru a configura o interfaţă a

routerului, utilizatorul trebuie să intre în modul de configurare al interfeţei. Toate configuraţiile

care sunt introduse în modul de configurare al interfeţei se aplică numai pentru acea interfaţă.

Fiecare mod de configurare este indicat cu un prompt distinctiv şi permite numai comenzi care

sunt potrivite pentru acel nivel.

IOS-ul pune la dispozitie un serviciu interpretor de comenzi cunoscut ca executor de

comandă. După ce este introdusă fiecare comandă, executorul validează şi execută comanda. Ca un

element de siguranţă, softul Cisco IOS separă sesiunea de execuţie în doua niveluri de acces.

Aceste niveluri sunt:

nivelul utilizator

nivelul privilegiat cunoscut de asemenea şi ca nivelul de configurare.

IOS Cisco permite accesul la cinci moduri de configurare a unui router:

A. Modul utilizator permite un număr limitat de comenzi de bază pentru monitorizare.

Acest lucru este frecvent numit mod de vizualizare. Modul utilizator nu permite comenzi care ar

putea schimba configuraţia routerului. Modul utilizator poate fi identificat prin prompterul >.

B. Modul privilegiat oferă acces la toate comenzile routerului. Acest mod poate fi

configurat sa ceară o parola. Pentru protecţie adaugată, poate fi configurat să ceară deasemenea si

un identificator: ID. Acest lucru permite numai utilizatorilor autorizaţi să acceseze routerul.

Comenzile de configurare şi management cer ca administratorul reţelei să fie la nivelul privilegiat.

Modul de configurare global şi toate celelalte moduri de configurare mai speciale pot fi accesate

numai prin modul privilegiat. Modul privilegiat poate fi identificat prin prompterul #.

C. Modul de configurare globală este modul primar de configurare. Modurile specifice

sunt utilizate pentru diverse modificări de configurare dar aceste moduri sunt incluse în cel de

configurare globală. Comenzile modului de configurare globală sunt folosite pentru a aplica

declararea configuraţiei ce afectează sistemul.

D. Modul de configurare router este utilizat pentru configurarea diferitelor procese care

rulează pe router. Modificările se aplică doar acelor procese.

35

E. Modul de configurare interfeţe este utilizat pentru configurarea în particular a

interfeţelor router-ului. Orice modificări care sunt aduse la configuraţie se vor aplica doar

interfeţelor.

Echipamentul utilizat in realizarea reţelei este router-ul cisco Cisco 2811:

Fig. 19 Router Cisco 2811

36

Detalii tehnice:

General

Tip dispozitiv: Router

Laţime 43.8 cm

Înălţime 4.5 cm

Lungime 41.7 cm

Greutate 6.4 kg

Memorie

Memorie RAM 256 MB (instalata) / 2048 MB (max)

Memorie FLASH 64 MB (instalata) / 256 MB (max)

Networking

Conectivitate Cablat

Protocolul Data Link Ethernet, Fast Ethernet

Protocol de transport IPSec

Protocol de management SNMP3

Indicator de activitate DA

Alte specificaţii

Design modular, Protectie firewall,

Incriptare hardware, suport VPN, suport

MPLS, Quality of Service (QoS)

Conectivitate

Sloturi de exapansiune 4 ( 4 ) x HWIC

1 ( 1 ) x NME

2 ( 2 ) x AIM

2 ( 2 ) x PVDM - SIMM 80-PIN

2 sloturi memorie

1 Card CompactFlash

Interfeţe

2 x USB

2 x network - Ethernet 10Base-T/100Base-

TX - RJ-45

1 x management - console - RJ-45

1 x serial - auxiliary - RJ-45

Alimentare

Dispozitiv de alimentare: Sursa internă

Voltaj AC 120/230 V ( 50/60 Hz )

Software

Software inclus Cisco IOS IP Base

Parametrii de funcţionare

Temperatura minimă 0 °C

Temperatura maximă 40 °C

Umiditate 5 - 95%

37

2. Compararea algoritmilor de calcul utilizaţi de către

protocoalele de rutare „link state” şi „distance vector”.

2.1 Algoritmul Dijkstra sau Shortest Path First:

2.1.1 Prezentare: Algoritmul Dijkstra sau SPF este responsabil pentru crearea dintr-un graf (o topologie

redundantă în care routerele sunt noduri ale topolgiei iar linkurile dintre routere sunt laturi).

Laturile au asociate lor un cost, ce este folosit pentru calculul metricii către fiecare nod/link în

parte. Calculul presupune, având drept sistem de referinţă un router, adunarea costurilor de pe

interfeţele de ieşire către acel nod/link.

Aplicarea algoritmului Dijkstra presupune calculul drumurilor minime de la un nod al unui

graf la toate celelalte noduri din graf. Grafurile pe care poate lucra algoritmul lui Dijkstra sunt, în

general, ponderate şi orientate – arcele sunt orientate de la un nod la alt nod (nu se poate merge şi

invers) şi au un anumit cost de care se va ţine seama în aflarea drumului minim.

Dacă graful este neponderat (arcele nu au costuri asociate) atunci drum minim între două

noduri se consideră drumul alcatuit din număr minim de arce.

Pentru a găsi drumul minim de la un nod s la un nod d se poate aplica o căutare prin

cuprindere pornind de la nodul s iar prima apariţie a lui d în coada algoritmului de căutare prin

cuprindere presupune existenţa unui drum cu număr minim de arce de la s la d, care poate fi

reconstituit.

Pe un astfel de graf se poate aplica şi algoritmul lui Dijkstra, dacă transformăm în prealabil

graful într-unul ponderat, asociind fiecarui arc acelaşi cost (de exemplu, costul 1). Drumul de cost

minim între două noduri obţinut în urma aplicării algoritmului lui Dijkstra va avea şi număr minim

de arce din moment ce toate arcele au acelaşi cost.

În cazul grafurilor orientate, pentru ca între două noduri să existe un drum în graf, nu este

suficient să existe o succesiune de arce între cele două noduri, ci arcele trebuie să fie şi orientate în

sensul corespunzător.

Un drum într-un graf orientat trebuie să parcurgă numai arce orientate identic, de la nodul

sursă până la nodul destinaţie. Dacă nu există nici un drum de la nodul de start la un alt nod al

grafului atunci algoritmul lui Dijkstra va raporta existenţa unui drum de lungime infinită între ele -

acest rezultat indică, de fapt, lipsă oricărui drum între cele două noduri.

Intrare:

Algoritmul porneşte de la un graf orientat şi ponderat cu N noduri. De asemenea, e nevoie

de un nod de start aparţinând grafului - acesta este nodul de la care se doreşte aflarea drumurilor

minime până la celelalte noduri din graf.

Ieşire:

Rezultatul algoritmului se prezintă sub formă unui tablou D cu N intrări, conţinând

distanţele minime de la nodul de start la toate celelalte noduri din graf. De asemenea, tot ca rezultat

se poate obţine şi arborele drumurilor minime (în cazul în care ne interesează nu numai lungimile

minime ale drumurilor, ci şi drumurile propriu-zise) - acesta este un arbore generalizat care se va

obţine sub formă unui tablou T cu N intrări (implementarea cu indicatori spre părinte).

38

Algoritmul Dijkstra (Cautare in avans)

C(i,n) costul rutei de cost minim de la i la n

L(i,n) costul legăturii de la i la n

for fiecare nod if

for toate celalte noduri se iniţializează C(i,n) cu L(i,n)

repeat găsim un nod w (care nu a fost înca luat în considerare de catre algoritm) şi care are

proprietatea că C(i,w) este minimul dintre toate nodurile care nu au fost examinate

for fiecare nod n în afară de i si w

do

if C(i,w)+L(w,n) < C(i,n)

then

C(i,n) = C(i,w)+L(w,n)

ruta(i,n) = ruta(i,w)+ruta(w,n)

endif

end do

se adaugă nodul w la lista de noduri examinate

until toate nodurile au fost examinate

2.1.2 Se va determina tabela de rutare pentru nodurile 1 si 4, folosind

algoritmul Dijkstra.

Fig. 20 Schema de lucru

39

Tabela de legaturi

1 2 3 4 5 6 7

1 0 2 Infinit 5 Infinit Infinit Infinit

2 2 0 5 1 Infinit Infinit 4

3 Infinit 5 0 3 Infinit 1 Infinit

4 5 1 3 0 2 Infinit Infinit

5 Infinit Infinit Infinit 2 0 1 Infinit

6 Infinit Infinit 1 Infinit 1 0 3

7 Infinit 4 Infinit Infinit Infinit 3 0

A. Pentru Router 1, algoritmul Dijkstra operează în felul următor:

Nod 2 3 4 5 6 7

Cost 2 Infinit 5 Infinit Infinit Infinit

Ruta 1-2 1-4

a). Pasul 1 Se identifica nodul de cost minim care nu a fost încă luat în considerare. Acesta

este Router 2. Se examineaza rutele posibile către celalate noduri:

Nod Formula Valoare Comparaţie Rezultat

3 C(1,2)+L(2,3) 2+5=7 7 < Infinit Ruta noua

4 C(1,2)+L(2,4) 2+1=3 <5 Ruta noua

5 C(1,2)+L(2,5) 2+Infinit=Infinit = Nu

6 C(1,2)+L(2,6) 2+Infinit=Infinit = Nu

7 C(1,2)+L(2,7) 2+4=6 6 < Infinit Ruta noua

b) Pasul 2 Tabela de rute cunoscute

Nod 2 * 3 4 5 6 7

Cost 2 7 3 Infinit Infinit 6

Ruta 1-2 1-2-3 1-2-4 1-2-7

Se identifica nodul de cost minim care nu a fost încă luat în considerare. Acesta este Router

4. Se examineaza rutele posibile către celalate noduri:

Nod Formula Valoare Comparaţie Rezultat

2 C(1,4)+L(4,2) 3+1=4 4>2 Nu

3 C(1,4)+L(4,3) 3+2=5 5<7 Ruta noua

5 C(1,4)+L(4,5) 3+2=5 5< Infinit Ruta noua

6 C(1,4)+L(4,6) 3+Infinit=Infinit = Nu

7 C(1,4)+L(4,6) 3+Infinit=Infinit Infinit > 7 Nu

40

c) Pasul 3 Tabela de rute cunoscute

Nod 2 * 3 4 * 5 6 7

Cost 2 5 3 5 Infinit 6

Ruta 1-2 1-2-3-4 1-2-4 1-2-4-5 1-2-7

Se identifica nodul de cost minim care nu a fost încă luat în considerare. Acesta este Router

5. Se examineaza rutele posibile către celalate noduri:

Nod Formula Valoare Comparaţie Rezultat

2 C(1,5)+L(5,2) 5+Infinit=Infinit Infinit > 2 Nu

3 C(1,5)+L(5,3) 5+Infinit=Infinit Infinit > 7 Nu

4 C(1,5)+L(5,3) 5+2=7 7>3 Nu

6 C(1,5)+L(5,3) 5+1=6 6 < Infinit Ruta noua

7 C(1,5)+L(5,7) 5+Infinit=Infinit Infinit > 7 Nu

d) Pasul 4 Tabela de rute cunoscute

Nod 2 * 3 4 * 5* 6 7

Cost 2 5 3 5 6 6

Ruta 1-2 1-2-3-4 1-2-4 1-2-4-5 1-2-4-5-6 1-2-7

Se identifica nodul de cost minim care nu a fost încă luat în considerare. Acesta este Router

3. Se examineaza rutele posibile către celalate noduri:

Nod Formula Valoare Comparaţie Rezultat

2 C(1,3)+L(3,2) 5+5=10 10>2 Nu

4 C(1,3)+L(3,4) 5+2=7 7>3 Nu

5 C(1,3)+L(3,5) 5+Infinit=Infinit Infinit > 5 Nu

6 C(1,3)+L(3,6) 5+1=6 6 = 6 Nu

7 C(1,3)+L(3,7) 5+1=6 6 = 6 Nu

e) Pasul 5 Tabela de rute cunoscute

Nod 2 * 3* 4 * 5* 6 7

Cost 2 5 3 5 6 6

Ruta 1-2 1-2-3-4 1-2-4 1-2-4-5 1-2-4-5-6 1-2-7

41

Se identifica nodul de cost minim care nu a fost încă luat în considerare. Acesta este Router

6. Se examineaza rutele posibile către celalate noduri:

Nod Formula Valoare Comparaţie Rezultat

2 C(1,6)+L(6,2) 6+Infinit=Infinit Infinit > 2 Nu

3 C(1,6)+L(6,3) 6+1=7 7>5 Nu

4 C(1,6)+L(6,4) 6+Infinit=Infinit Infinit > 3 Nu

5 C(1,6)+L(6,5) 6+1=7 7>5 Nu

7 C(1,6)+L(6,7) 6+3=9 9>6 Nu

f) Pasul 6 Tabela de rute cunoscute

Nod 2 * 3* 4 * 5* 6* 7

Cost 2 5 3 5 6 6

Ruta 1-2 1-2-3-4 1-2-4 1-2-4-5 1-2-4-5-6 1-2-7

Se identifica nodul de cost minim care nu a fost încă luat în considerare.Acesta este Router

7. Examinam rutele posibile către celalate noduri

Nod Formula Valoare Comparaţie Rezultat

2 C(1,7)+L(7,2) 6+4=10 10>2 Nu

3 C(1,7)+L(7,3) 6+1=7 7>5 Nu

4 C(1,7)+L(7,4) 6+Infinit=Infinit Infinit > 3 Nu

5 C(1,7)+L(7,5) 6+Infinit=Infinit Infinit > 5 Nu

6 C(1,7)+L(7,6) 6+3=9 9>6 Nu

Toate nodurile au fost examinate si tabela de rutare pentru Router 1 este:

Nod 2 3 4 5 6 7

Cost 2 5 3 5 6 6

Ruta 1-2 1-2-3-4 1-2-4 1-2-4-5 1-2-4-5-6 1-2-7

B. Pentru Pentru Router 4, algoritmul Dijkstra operează în felul următor:

Nod 1 2 3 5 6 7

Cost 5 1 2 2 Infinit Infinit

Ruta 4-1 4-2 4-3 4-5

42

a) Pasul 1 Se identifica nodul de cost minim care nu a fost încă luat în considerare. Acesta

este Router 2. Se examineaza rutele posibile către celalate noduri

Nod Formula Valoare Comparaţie rezultat

1 C(4,2)+L(2,1) 1+2=3 3 <5 Ruta noua

3 C(4,2)+L(2,3) 1+5=7 7>2 Nu

5 C(4,2)+L(2,5) 1+Infinit=Infinit Infinit > 2 Nu

6 C(4,2)+L(2,6) 1+Infinit=Infinit = Nu

7 C(4,2)+L(2,7) 1+4=5 5 < Infinit Ruta noua

b) Pasul 2 Tabela de rute cunoscute

Nod 1 2* 3 5 6 7

Cost 3 1 2 2 Infinit 5

Ruta 4-2-1 4-2 4-3 4-5 4-2-7

Se identifica nodul de cost minim care nu a fost încă luat în considerare. Acesta este Router

3. Se examineaza rutele posibile către celalate noduri

Nod Formula Valoare Comparaţie Rezultat

1 C(4,3)+L(3,1) 2+Infinit=Infinit Infinit > 3 Nu

2 C(4,3)+L(3,2) 2+5=7 7>1 Nu

5 C(4,3)+L(3,5) 2+Infinit=Infinit Infinit > 2 Nu

6 C(4,3)+L(3,6) 2+1=3 3 < Infinit Ruta noua

7 C(4,3)+L(3,7) 2+1=3 3 > 5 Ruta noua

c) Pasul 3 Tabela de rute cunoscute

Nod 1 2* 3* 5 6 7

Cost 3 1 2 2 3 5

Ruta 4-2-1 4-2 4-3 4-5 4-3-6 4-3-7

Se identifica nodul de cost minim care nu a fost încă luat în considerare. Acesta este Router

5. Se examineaza rutele posibile către celalate noduri:

Nod Formula Valoare Comparaţie Rezultat

1 C(4,5)+L(5,1) 2+Infinit=Infinit Infinit > 3 Nu

2 C(4,5)+L(5,2) 2+Infinit=Infinit Infinit > 1 Nu

5 C(4,5)+L(5,5) 2+Infinit=Infinit 7>3 Nu

6 C(4,5)+L(5,6) 2+1=3 3<4 Ruta noua

7 C(4,5)+L(5,7) 2+Infinit=Infinit Infinit > 5 Nu

43

d) Pasul 4 Tabela de rute cunoscute

Nod 1 2* 3* 5* 6 7

Cost 3 1 2 2 3 5

Ruta 4-2-1 4-2 4-3 4-5 4-5-6 4-3-7

Se identifica nodul de cost minim care nu a fost încă luat în considerare. Acesta este Router

1. Se examineaza rutele posibile către celalate noduri:

Nod Formula Valoare Comparaţie Rezultat

2 C(4,1)+L(1,2) 3+2=5 5 > 1 Nu

3 C(4,1)+L(1,3) 3+Infinit=Infinit Infinit > 2 Nu

5 C(4,1)+L(1,5) 3+Infinit=Infinit Infinit > 2 Nu

6 C(4,1)+L(1,6) 3+Infinit=Infinit Infinit > 3 Nu

7 C(4,1)+L(1,7) 3+Infinit=Infinit Infinit > 5 Nu

e) Pasul 5 Tabela de rute cunoscute

Nod 1* 2* 3* 5* 6 7

Cost 3 1 2 2 3 5

Ruta 4-2-1 4-2 4-3 4-5 4-5-6 4-3-7

Se identifica nodul de cost minim care nu a fost încă luat în considerare. Acesta este Router

6. Se examineaza rutele posibile către celalate noduri:

Nod Formula Valoare Comparaţie Rezultat

1 C(4,6)+L(6,1) 3+Infinit=Infinit Infinit > 3 Nu

2 C(4,6)+L(6,2) 3+Infinit=Infinit Infinit > 1 Nu

3 C(4,6)+L(6,3) 3+1=4 4 > 2 Nu

5 C(4,6)+L(6,5) 3+1=4 4>2 Nu

7 C(4,6)+L(6,7) 3+3=6 6>5 Nu

f) Pasul 6 Tabela de rute cunoscute

Nod 1* 2* 3* 5* 6* 7

Cost 3 1 2 2 3 5

Ruta 4-2-1 4-2 4-3 4-5 4-5-6 4-3-7

44

Se identifica nodul de cost minim care nu a fost încă luat în considerare. Acesta este Router

7. Se examineaza rutele posibile către celalate noduri:

Nod Formula Valoare Comparaţie Rezultat

1 C(4,7)+L(7,1) 5+Infinit=Infinit Infinit > 3 Nu

2 C(4,7)+L(7,2) 5+4=9 9>1 Nu

3 C(4,7)+L(7,3) 5+Infinit=Infinit Infinit > 2 Nu

5 C(4,7)+L(7,5) 5+Infinit=Infinit Infinit > 2 Nu

6 C(4,7)+L(7,6) 5+3=8 8>5 Nu

Toate nodurile au fost examinate si tabela de rutare pentru Router 4 este:

Nod 1 2 3 5 6 7

Cost 3 1 2 2 3 5

Ruta 4-2-1 4-2 4-3 4-5 4-5-6 4-3-7

2.2 Algoritmul Bellman-Ford

2.2.1 Prezentare:

În acest tip de rutare, algoritmii trimit periodic copii ale tabelelor proprii de rutare către

vecinii de reţea din imediata apropiere. Fiecare destinatar adaugă în tabelă un vector de distanţă,

sau propria valoare pentru distanţă, şi retrimite tabela în imediata vecinătate. Acest proces are loc

în toate direcţiile, între routerele care se învecinează direct. Rezultatul este că fiecare router află

informaţii despre celelalte routere şi îşi formează o persperctiva cumulativă despre reţea.

Tabela cumulativa este folosită pentru a actualiza apoi tabelele de rutare din fiecare router.

În urma actualizării, fiecare router deţine informaţii vagi despre distanţele (logic vorbind) către

resursele din reţea.

Routerele nu vor şti nimic precis despre alte routere şi nici despre topologia exactă a

reţelei. În rutarea bazată pe algoritmi care lucrează cu vectori de distanţe, numiţi uneori şi

algoritmi Bellman-Ford, algoritmii trimit periodic copii ale tabelelor proprii de rutare către vecinii

de reţea din imediata apropriere. Fiecare destinatar adaugă în tabela un vector de distanţă, sau

propria sa valoare pentru distanţă, şi retrimite tabela în imediata vecinătate. Acest proces are loc în

toate direcţiile, între routerele care se învecinează direct. Rezultatul acestui proces este că fiecare

router află informaţii despre celelalte routere şi îşi formează o perspectivă cumulativă asupra

,,distanţelor” din reţea.

Tabela cumulativa este apoi folosită pentru a actualiza tabele de rutare ale fiecărui router.

În urma actualizării, fiecare router deţine informaţii vagi despre ,,distanţele” către resursele din

reţea. Router-ele nu vor şti nimic precis despre alte routere şi nici despre topologia exactă a reţelei.

Termenul de vectori distanţă se referă la o clasă de algoritmi care sunt utilizaţi pentru

actualizarea informaţiei de rutare. Fiecare router este iniţializat cu un set de rute pentru reţelele sau

subretelele cu care este direct conectat şi atunci când topologia reţelei este de aşa natură încât

protocolul nu va putea dirija pacheţele către destinaţie, şi cu rute către reţele cu care nu are o

legătură directă. Informaţiile sunt stocate într-o tabela de rutare, unde fiecare înregistrare

45

reprezintă un identificator al unei reţele destinaţie şi “distanţa” către respectiva reţea. Distanţa este

numită şi metrică şi este de obicei măsurată în hopuri.

Periodic, fiecare router trimite o copie a tabelei sale de rutare către toate router-ele cu care

este direct conectat.

Atunci când un mesaj de actualizare ajunge de la router-ul A la router-ul B, acesta

examinează setul de destinaţii recepţionate şi distanţele către fiecare destinaţie. B îşi va actualiza

tabela de rute dacă:

• A cunoaşte o cale mai buna către destinaţie

• A cunoaşte o destinaţie pe care B nu o cunoaşte

• Distanţa către o destinaţie pe care B o cunoaşte şi care trece prin A s-a modificat.

Algoritmul Bellman-Ford (Backward Search)

C(i,n) costul rutei de cost minim de la i la n

L(i,n) costul legăturii de la i la n

repeat

for fiecare nod destinaţie (d)

for fiecare nod sursă (s) diferit de (d)

for toate nodurile (w) diferite (d) si (s)

if C(d,s) > l(d,w)+C(w,s)

then

C(d,s) = l(d,w)+C(w,s)

endif

end for

end for

end for

until nu se mai produc schimbări

46

2.2.2 Se va determina tabela de rute completă folosind algoritmul Bellman

Ford

Fig. 21 Schema de lucru

Sursa (s) Calcule pentru nodurile intermediare

1

Costul minim curent = 2, s=1 , d=2

Intermediar (i) C(2,i)+C(i,s) Valoare Acţiune

3 C(2,3)+C(3,1) 5+Infnit Nu

4 C(2,4)+C(4,1) 1+5=6 Nu

5 C(2,5)+C(5,1) Infinit+Infinit Nu

6 C(2,6)+C(6,1) Infinit+Infinit Nu

7 C(2,7)+C(7,1) 4+Infnit Nu

Sursa (s) Calcule pentru nodurile intermediare

3

Costul minim curent = 5, s = 3, d = 2

Intermediar (i) C(2,i)+C(i,s) Valoare Acţiune

1 C(2,1)+C(1,3) 2+Infnit Nu

4 C(2,4)+C(4,3) 1+2=3 < 5 Cost

minim

nou

47

5 C(2,5)+C(5,3) Infinit+Infinit Nu

6 C(2,6)+C(6,3) Infnit+1 Nu

7 C(2,7)+C(7,3) 4+1=5 Nu

Sursa (s) Calcule pentru nodurile intermediare

4

Costul minim curent =l ,s = 4, d = 2. Cum costul minim curent

este chiar ruta de cost minim, efectuarea calculelor nu mai este

necesară.

Sursa (s) Calcule pentru nodurile intermediare

5

Costul minim curent = Infinit, s = 5, d = 2

Intermediar (i) C(2,i)+C(i,s) Valoare Acţiune

1 C(2,1)+C(1,5) 2+Infnit Nu

3 C(2,3)+C(3,5) 5+Infinit Nu

4 C(2,4)+C(4,5) 1+2=3 <

Infinit

Ruta noua

6 C(2,6)+C(6,5) Infnit+1 Nu

7 C(2,7)+C(7,5) 4+Infinit Nu

Sursa (s) Calcule pentru nodurile intermediare

6

Costul minim curent = 2, s=1 , d=2

Intermediar (i) C(2,i)+C(i,s) Valoare Acţiune

3 C(2,1)+C(1,6) 5+Infnit Nu

4 C(2,3)+C(3,6) 5+1=6 <

Infinit

Ruta noua

5 C(2,4)+C(4,6) 1+Infinit Nu

6 C(2,5)+C(5,6) Infmit+1 Nu

7 C(2,7)+C(7,6) 4+Infnit Nu

Sursa (s) Calcule pentru nodurile intermediare

7

Costul minim curent = 4, s = 7, d = 2

Intermediar (i) C(2,i)+C(i,s) Valoare Acţiune

1 C(2,1)+C(1,7) 2+Infnit Nu

3 C(2,3)+C(3,7) 5+1=6 > 4 Nu

4 C(2,4)+C(4,7) 1+Infinit Nu

5 C(2,5)+C(5,7) Infnit+Infinit Nu

6 C(2,6)+C(6,7) Infinit+3 Nu

48

Tabela de rute completa este:

1 2 3 4 5 6 7

1 0 2 Infinit 5 Infinit Infinit Infinit

2 2 0 3 1 3 6 4

3 Infinit 3 0 3 Infinit 1 Infinit

4 5 1 3 0 2 Infinit Infinit

5 Infinit 3 Infinit 2 0 1 Infinit

6 Infinit 6 1 Infinit 1 0 3

7 Infinit 4 Infinit Infinit Infinit 3 0

2.3 Analiza rezultatelor:

Algoritum Bellman-Ford:

Calculul pentru nodul n presupune cunoaşterea costului legăturii către toate nodurile

din reţea.

Fiecare nod reţine mulţimea costurilor şi căile către orice alt nod.

Se pot schimba informaţii cu nodurile vecine,

Se pot calcula costurile şi traseele cu informaţiile de la vecini şi cu informaţiile despre

costurile legăturilor.

Algoritmul Dijkstra

Fiecare nod are nevoie de întreaga topologie a reţelei,

Fiecare nod rebuie să cunoască costurile tuturor legăturilor reţelei,

Fiecare nod rebuie să schimbe informaţii cu toate celelalte noduri.

49

3. Prezentarea comparativa a protocoalelor de rutare alese:

3.1 Protocoale de rutare „link-state”

Protocoalele de tip link-state construiesc o bază de date cu întreaga topologie a reţelei şi

calculează drumul cel mai scurt pe baza unui algoritm de tip Dijkstra (SPF - shortest path first).

Pentru actualizarea tabelelor de rutare se trimite într-o primă etapă întreaga tabelă de rutare către

toate ruterele ce rulează acelaşi protocol de rutare, aceasta realizându-se prin folosirea în câmpul

destinaţie a unei adrese logice de multicast specifice fiecărui protocol în parte. După această etapă

de trimitere a tuturor informaţiilor, numită şi “flooding”, actualizările se vor efectua doar la

apariţia unei schimbări în topologie, iar pachetele de actualizare vor conţine doar informaţii despre

rutele modificate, acestă metodă de actualizare numindu-se actualizare incrementală.

Principala problemă a acestor protocoale este că fiecare dintre rutere va trebui să

construiască arborele topologic, şi apoi să extragă rutele ca drumuri optime în acest arbore, iar

acest proces necesită resurse de memorie şi procesor, adesea semnificative. În plus, efortul

configurării unui protocol bazat pe starea conexiunii este adesea mult mai mare decât cel necesar

pentru a configura un protocol bazat pe vectori de distanţă. Cu toate acestea, datorită iniţierii

procesului de actualizare odată cu apariţia modificărilor în topologie, precum şi datorită folosirii

adresării multicast, şi deci a propagării informaţiilor de actualizare în întreaga reţea, timpul de

convergenţă pentru protocoalele link-state este semnificativ mai redus decât pentru cele distance-

vector.

În clasa protocoalelor starea-legăturii intră: OSPF - Open Shortest Path First pentru reţelele

IP, IS-IS - Intermediate System to Intermediate System pentru CLNS şi IP, DNA Phase V

protocol DEC, NLSP - NetWare Link Services Protocol protocol Novell.

3.1.1 Protocolul Open Shortest Path First (OSPF):

OSPF este un protocol standardizat, ajuns la versiunea 3 (RFC 2740). Versiunea 3 conţine

modificările aduse OSPF pentru a fi un protocol de rutare IPv6.

Este un protocol intern IGP , clasless (trimite masca retelei), de tip link-state, adică trimite

în (unele din) mesaje sale informaţii despre linkuri (interfeţe direct conectate) împreună cu

“descrierea” lor (ex: tip, IP, NM, cost, sa). Aceste informaţii, obţinute de la toate routerele din

aceeaşi arie, alcatuiesc LSDB-ul (Link State DataBase).

Se foloseşte algoritmul Dijkstra (Edsger Dijkstra) sau SPF (Shortest Path First) pentru

alegerea căilor optime, acelaşi ca si pentru protocolul ISO IS-IS.

OSPF foloseşte arii pentru reducerea resurselor hardware necesare (utile într-o interreţea de

dimensiuni mari):

Memorie RAM - dimensiunii LSDB si a RIB

CPU - timp si resurse procesor necesare găsirii cailor optime prin analiza unui LSDB

(mai redus)

BW/RAM/CPU - reducerea numărului de mesaje OSPF trimise dintr-o arie în alta prin

posibile sumarizări sau/si filtrari pe routerele ce separă ariile OSPF

BW/RAM/CPU – prin reprezentarea informaţiilor „dense‟ de rutare dintr-o arie (LSA 1 si

2) în altă arie prin LSA-uri de tip 3 – informaţii tip distance vector, ce necesită mai puţine resurse

CPU pentru analiză.

50

Foloseşte LSA-uri (Link State Advertisments) pentru schimbul informaţiei de rutare. Sunt

11 tipuri de LSA-uri utilizate în diferite contexte, în funcţie, în principal, de design-ul reţelei OSPF

(punctul 9, Tipuri de LSA-uri)

Trimite mesaje cu IP destinaţie multicast (224.0.0.5 sau 224.0.0.6) sau unicast, TTL(Time

To Live) din headerul IP are valoarea 1, IP-ul, sursa este IP-ul principal al interfeţei de ieşire.

Numărul Protocolului OSPF este 89.

Imediat dupa pornirea unui proces OSPF, aceasta va alege Router ID-ul necesar

identificării unice a routerului în domeniul de rutare OSPF. Acesta este un număr pe 32 de biţi şi

are forma unei adrese IPv4. Paşii urmaţi de routerele Cisco sunt: (se va trece la pasul urmator doar

dacă cel anterior nu produce RID-ul):

1. Se foloşeste Router-ID-ul configurat manual de operator cu ajutorul comenzii

Router(config-router)# router-id <IP>

2. Se foloşeste adresa IP cea mai mare a oricarei interfeţe loopback („up si up‟ configurate

cu adresa IPv4) de pe router în momentul pornirii procesului OSPF. Se ţine cont şi de interfeţe ce

nu sunt configurate „de interes‟ pentru OSPF.

3. Se foloseşte adresa IP cea mai mare a oricarei interfeţe (“up si up” configurate cu adresa

IPv4) de pe router în momentul pornirii procesului OSPF. Se ţine cont şi de interfeţe ce nu sunt

configurate “de interes” pentru OSPF.

Nu este necesar ca respectivul IP să fie publicat în inter-reţea (separat sau ca parte a unui

prefix) de catre OSPF/alt protocol de rutare, deşi aceasta ajuta în troubleshooting-ul ulterior.

Paşii 2 si 3 nu sunt reluaţi dacă, dupa pornirea procesului OSPF, se ridică/configurează noi

interfeţe sau se deconfigureaza/opreşte pentru IP interfaţa utilizată iniţial pentru alegerea RID-ului.

La o repornire a process-ului OSPF/routerului însa, RID ales va fi altul în acest ultim caz.

În urma configurării manuale se schimba imediat RID-ul, fără a fi necesară repornirea

procesului OSPF. Ca urmare, se vor genera noi LSA-uri ce vor duce la noi calcule SPF pe

routerele din process-domain-ul OSPF.

Pentru usurinţa troubleshooting-ului se alege adesea un număr (adresa IP) uşor de reţinut,

se publica în update-urile de reţea şi se configureaza pe un server de DNS accesibil echipamentelor

de reţea rezoluţia inversă necesară pentru maparea la un nume DNS “friendly”. În output-urile

OSPF se poate cere routerului afişarea acestui nume DNS în locul adresei IP:

Router(config)# ip ospf name-lookup

Rezultatul se poate vizualiza cu ajutorul comenzilor:

Router# show ip protocols

Router# show ip ospf

Mesajele protocolului OSPF

Hello: [Type1], este folosit pentru descoperirea şi întreţinerea relaţiilor de vecinatate. Se

utilizeaza şi în procesul de alegere (pe interfeţele conectate în reţele multiacces) a DR şi BDR.

Sunt trimise la adresa IP destinaţie 224.0.0.5 (broadcast, point-to-point, point-to- multipoint

broadcast) sau unicast (non-broadcast multiacces, point-to-multipoint non-broadcast, virtual-link).

Database Description (DD or DBD): [Type 2], este folosit pentru informare partenerului de

flooding a LSA-urilor (în format sumarizat) din propriul LSDB. Se foloşeste de OSPF la

descoperirea iniţială/redescoperirea vecinilor. Se trimit reliable (cu confirmare de primire) –

aceasta reprezintă trimiterea inapoi a unei copii a DBD-ului anterior primit (minus headerele

LSA). Este utlizat şi pentru negocierea rolului de master şi slave folosit pentru a stabilii cine va

51

iniţia descrierea propriului LSDB (slave) şi cine stabileşte şi incrementeza DD Sequence number-

ul asociat fiecarui mesaj DBD schimbat (master) – castigă (devine master) router-ul cu cel mai

mare RID.

Link-State Request (LSR): [Type 3], se trimit pentru a cere routerului vecin, în detaliu,

acele LSA-uri primite sumarizat mai devreme şi pe care noi nu le aveam în LSDB sau le avem cu

un Sequence number mai mic (sunt informaţii vechi) asociat LSA-ului. Se trimit unicast

(broadcast) sau multicast (point-to point).

Link-State Update (LSU): [Type 4], se trimit în amanunt LSA-urile cerute de vecin.

Schimbul este reliable – se folosesc mesaje LSAck. Se trimit unicast (broadcast) sau multicast

(point-to-point sau broadcast)

Link-State Acknowledgement (LSAck): [Type 5], sunt trimise pentru confirmarea primirii

mesajului LSU. Se trimit unreliable, multicast (point-to-point) sau unicast (broadcast).

Se face distincţie între relaţia de vecinatate – reprezinta starea de “2WAY” (conexiune in 2

sensuri) cu routerul vecin, şi starea de adiacenta –schimba mesaje ce conţin LSA-uri şi în final

prin sincronizare LSDB-urile devin identice – starea “FULL adjacency”. Rolul de stabilirea a

relaţiei de vecinatate o au mesajele de Hello.

OSPF a fost proiectat să permita alegerea în reţelele unde pot exista 2 sau mai multe

routere (reţelele multiacces) doua routere cu roluri specializate, numite Designare Router (DR) si

Backup Designate Router (BDR). Rolurile DR-ului si BDR-ului sunt:

- optimiza flooding-ul (schimbul de mesaje OSPF) între routerele conectate la acea reţea

multiacces.

- crearea LSA-urilor de tipul 2 ce reprezintă aceasta reţea multiacces în LSDB-ul tuturor

routerelor din aceeaşi arie, LSA ce reda masca asociată subnetului respectiv, numărul şi RID-ul

routerelor conectate la această reţea multiacces.

DR este ales acel router cu prioritatea cea mai mare pe interfaţa către reţea – valori între 0

si 255. În condiţii de prioritati egale devine DR routerul cu RID cel mai mare. Routerul cu

prioritatea imediat mai mică (sau, în condiţii de prioritate egala, cu RID imediat mai mic) va fi ales

BDR.

Odata încheiat procesul de cunoaştere iniţial toate routerele au aceleaşi LSA-uri în LSDB

în aria comună.

- Fiecare router trimite mesaje Hello în mod regulat

- Fiecare router aşteaptă mesaje de tip Hello de la vecini. Neprimirea lor în intervalul

“Dead” va duce la pierderea relaţiei de vecinatate.

- Fiecare router retrimite mesaje, la aproximativ 1800 secunde, unul sau mai multe LSU ce

conţin LSA-urile proprii, nu înainte însa de a incrementa cu 1 sequence number

- Fiecare router se aşteaptă să primească un LSA nou (seq number mai mare) pentru fiecare

LSA non-propriu din LSDB în intervalul MaxAge (3600 secunde), înainte de a şterge acele LSA-

uri.

Tipuri de LSA:

- Router Link States (Area): există o singură lista de acest tip pe fiecare router ce indica

tipul reţelei (tranzit, point-to-point, stub), costul pentru fiecare destinaţie, adresa IP, masca reţelei,

Router ID vecin

- Network Link States (Area): exită o singura lista de acest tip pe fiecare reţea multiacces de

tip tranzit (cel puţin 2 routere). Lista este generată de DR-ul reţelei şi redă Router ID-ul routerelor

vecine şi masca reţelei. Links State ID: este stabilit ca adresă ip routerului DR (Designare Router).

52

3.2 Protocoale “distance-vector”

Protocoalele de rutare cu vectori de distanţă impun transmisia periodică către toate

routerele învecinate a informaţiilor de rutare utilizate de un router. Astfel se reactualizează bazele

de date care conţin informaţiile referitoare la topologia reţelei. Fiind un proces de tip "pas-cu-pas"

(step-by-step), rutarea cu vectori de distanţă nu asigură o cunoaştere exactă a topologiei reţelei iar

reactualizarea tabelelor de rutare se face relativ lent.

Modificările topologiei sau stării conexiunilor reţelei sunt cunoscute cu întârziere şi există

riscul ca anumite decizii de rutare să fie bazate pe informaţii depreciate ceea ce ar conduce la

întârzieri de transmisie, blocaje de trafic sau pierderi de pachete.

Un router bazat pe protocolul RIPv1 (Routing Information Protocol version 1) transmite

prin broadcast, la fiecare 30 secunde, un mesaj de înştiinţare (hello) către toate routerele adiacente

din WAN, specificând pentru fiecare reţea de destinaţie, distanţa până la aceasta ca număr de

hopuri (de exemplu, maxim 15). Astfel tabelele de rutare sunt reactualizate. Protocolul nu lucrează

la nivel de subretele. Pachetele IP transmise îşi decrementează timpul de viaţă la trecerea printr-un

router urmând să fie distruse atunci când timpul pentru transfer expiră. RIPv1 este considerat

protocol de rutare statică.

Protocolul RIPv2 (RFC 1723), permite aplicarea măştilor de subretea şi includerea

subretelelor în tabelul de rutare. Acest protocol dinamic poate fi utilizat şi în interiorul reţelelor

LAN, pentru interconectarea subreţelelor folosind un router intern deci este de tip IGRP (Internal

Gateway Routing Protocol).

3.2.1 Protocolul Routing Information Protocol (RIP) Protocolul RIP este unul dintre cele mai longevive protocoale. Acesta este şi unul dintre

cele mai usor de confundat protocoale, din cauza varietăţii de protocoale de rutare care au aceleşi

nume. RIP şi multe alte protocoale asemănătoare s-au bazat pe acelaşi set de algoritmi care

folosesc vectori de distanţă comparînd matematic rutele pentru a indentifica cea mai bună cale spre

orice adresă-destinaţie dată. Aceşti algoritmi au fost creaţi dupa o cercetare academica riguroasă

care a început in anul 1957.

În ciuda vîrstei protocolului RIP şi a apariţiei mai multor protocoale de rutare mai

sofisticate, acesta este departe de a fi învechit. Acest protocol este matur, stabil, in mare măsură

suportat, şi uşor de configurat. Simplitatea lui se potriveşte foarte bine în sisteme autonome mici

care nu au destule căi redundante pentru a suporta suprasolicitările protocoalelor sofisticate.

Routing Information Protocol este un protocol simplu destinat rutarii intradomain si

reprezinta o implementare a dirijării Distance Vector. Fiecare router trimite anunţuri (distance

vector) la fiecare 30 secunde (sau atunci când se modifică tabela de dirijare) către toţi vecinii sai.

Metrica pentru fiecare legătură este de un hop.

RIP selectează ruta cu cel mai mic "număr de hopuri" (metrică) ca fiind ruta cea mai bună.

Numărul de hopuri reprezentat de acest protocol este numărul de porţi prin care trebuie să treacă

datele pentru a ajunge la destinaţie. RIP consideră cea mai bună rută ca fiind cea care foloseşte

cele mai puţine porţi. Această alegere de rute se face cu ajutorul unor algoritmi vector-ditanţa.

Protocolul RIP este uşor de implementat şi de configurat însă acest lucru crează şi

dezavantaje:

Diametrul reţelei este limitat: cea mai lungă rută RIP este de 15 hopuri, astfel o rută RIP

nu poate menţine o tabela de rutare completă pentru o reţea care are destinaţii mai întepartate de 15

53

hopuri. Dacă numărul maxim de hop-uri este 15, atunci 16 este echivalent cu ∞. Rutele devin

nefolosibile (se seteaza metrică la 16) după 3 minute, dacă nu se primesc noi informaţii în mesaje

(update-uri), de la celelalte routere din domeniul rip.

Convergenţă este lentă: pentru a şterge o rută gresită este uneori nevoie de schimbul a

multiple pachete-de-revizuire (update packets) până ce costul (lungimea) unei rute devine 16.

Această se mai numeşte şi "numărarea la infinit" pentru că RIP continuă să incrementeze costul

rutei până ce devine mai mare decât cea mai mare metrică RIP valida. RIP poate aştepta 180

secunde înainte de a şterge rutele invalide. În termenii tehnici , aceasta se mai numese şi

întârzierea "convergenţei de rutare". Durează mult timp până ce tabela reflectă starea curentă a

reţelei. Rutarea de clasă RIP interpretează toate adresele în funcţie de nişte reguli de clasă. Pentru

versiunea 1 a acestui protocol, toate adresele sunt de clasă A, B, sau C, ceea ce face ca RIPv1 să

fie incompatibil cu reţelele CIDR. Versiunea a doua a protocolului, a indepartat acest neajuns lucru

ce a condus la prelungirea “duratei de viata” a RIP.

Mesajele protocolului RIP:

Pentru schimbul mesajelor destinate rutării RIP utilizează portul UDP 520. Exita doar

două tipuri de mesaje care sunt trimise şi primite prin intermediul acestui port: cerere (pentru a

cere informaţii noi de la vecini) şi răspuns (mesaj ce conţine informaţii destinate vecinilor).

Dirijarea cu ajutorul protocolului RIP se realizează în următorul mod:

Iniţializare: se trimite un mesaj de tip cerere pe toate interfeţele prin care se cere tabela

de dirijare de la toţi vecinii

Cerere primită(Request received:): toate routerele care primesc mesajul cerere trimit

întreaga tabela de dirijare

Răspuns primit (Response received:): se completează tabela de dirijare

Completarea regulată a tabelei de dirijare (Regular routing updates). La fiecare 30

secunde se trimite toată sau o parte a tabelei de dirijare la toţi vecinii ca răspuns la o cerere

recepţionată

Completarea necondiţionată a tabelei de rutare (Triggered Updates): în momentul în

care se modifică metrica unei legături se trimite întreaga tabela de dirijare.

Routing Information Protocol versiunea 2 este o extensie a versiunii 1. A fost necesară

crearea unei versiuni îmbunătăţite a protocolului RIP pentru înlăturarea unor dezavantaje ale

acestuia, ce ameninţau înlăturarea definitivă a protocolui din noile reţele. Principalul dezavantaj

corectat, a fost includerea măştii de reţea în mesajele de dirijare ale protocolului, ceea ce a condus

la posibilitatea utilizării lui în reţelele CIDR. Totodată s-a îmbunătăţit securitatea protocolului prin

autentificarea mesajelor de dirijare printr-o schema simplă. În mesajele de dirijare se transmite şi

adresă next-hop, (următorul intermediar în calea spre destinaţie) pentru o dirijare mai eficientă a

pachetelor. Ripv2 foloseşte multicast pentru comunicaţia între routere spre deosebire de RIPv1

care foloseşte broadcast. Extensiile pentru RIPv2 sunt incluse în câmpurile neutilizate ale

mesajelor RIPv1.

Dezavantajele utilizari protocolului RIP:

Timp lung de stabilizare: Chiar şi pentru reţele mici sunt necesare câteva minute până

la stabilizarea tabelei de dirijare

Problemele protocoalelor de tip distance vector - numărarea la infinit (split horizon)

Numărul maxim de hop-uri 15

54

Securitate slab implementata (RIPv2) prin intermediul unei scheme de autentificare

simple.

Acest protocol foloseşte “metrica” fixa pentru compararea rutelor alternative. Acest

lucru nu este potrivit pentru cazurile în care rutele trebuie să fie alese ţinând cont de parametrii de

timp real, cum ar fi întârzierea, capacitatea, fiabilitatea sau încărcarea

Vector-distanţă -- Starea-legăturii

Tabel comparativ

Rutarea vector-distanţă Rutarea starea-legăturii

Ruterele transmit informaţia de

rutare doar vecinilor direcţi

Ruterele transmit informaţia de

rutare tuturor ruterelor din topologie

Informaţia conţine o estimarea a

costurilor căilor spre reţele

Informaţia conţine valoarea exactă a

costului căilor spre reţele adiacente

Informaţia e transmisă regulat (la

intervale fixe de timp)

Informaţia e transmisă cînd apar

modificări în reţea

Un ruter determină hopul urmator

prin execuţia algoritmului

Bellman-Ford

Un ruter construieşte topologia si

apoi utilizează un algoritm pentru

determinarea hop-ului următor

55

4. Prezentarea spatiului de lucru 4.1 Simulatorul Packet Tracer

4.1.1 Prezentare generală: Packet Tracer este un mediu de virtual ce furnizează simularea vizuală a echipamentelor şi

a proceselor de reţea. Packet Tracer furnizează multiple variante de a demonstra concepte de

proiectare şi configurare a reţelelor. Acest simulator este dezvoltat de Cisco Sistems şi poate fi

utilizat conform licenţei doar de către studenţii academiei Cisco Networking Academy. Packet

Tracer a fost creat cu scopul de a permite exersarea principiilor retelisticii şi dezvoltarea

cunoştinţelor privind configurarea şi funcţionarea echipamentelor în reţea.

Versiunea curentă a programului este 5.1 şi poate fi obţinută de pe pagina de internet

Cisco, pagină pe care au access doar studenţii Cisco. Packet Tracer nu este substituentul

echipamentelor, el permite exersarea folosind o interfaţă cu linii de comandă şi vizualizarea

rezultatelor. În teorie numărul echipamentelor ce pot fi configurate într-o instanţă a programului,

este nelimitat, însă acest număr este stabilit în practică de către caracteristicile hardware ale

calculatorului pe care este rulat programul şi de numărul de procese pornit în acelaşi timp.

În Simulation and Vizualization Mode, se pot observa şi controla intervalele de timp,

procesele interne ale transferului de date şi propagarea datelor prin reţea. Aceasta ajută la

înţelegerea conceptelor fundamentale din spatele operaţiilor de reţea.

Perspectiva fizică a aparatelor cum ar fi routere, switch-uri, şi host-uri, prezintă

reprezentarea grafica a cardurilor şi identifică capacităţile fiecărui card, Perspectica fizică oferă de

asemenea reprezentări geografice, incluzând multiple oraşe, clădiri şi cămăruţe de cablare.

Activity Wizard permite utilizatorilor să realizeze un scenariu utilizând text, o topologie de

bază de reţea şi pachete predefinite. Rezultatul activităţii este afişat într-un sumar. Studenţii pot

crea şi răspunde la scenarii iar instructorii îşi pot crea propriile activităţi de auto-evaluare care

prezintă cunoştinţele acumulate de către studenţi.

Real-Time Mode oferă utilizatorilor o alternativă viabilă la echipamentul real şi le permite

să dobândească experienţă în configurare înainte de a lucra cu echipamente reale.

Packet Tracer 5.1 include următoarele modele de protocoale: HTTP, DNS, TFTP, Tenet,

TCP, UDP, Single Area OSPF, DTP, VTP şi STP. De asemenea, în multe cazuri, modele existente

de IP, Ethernet, ARP, wireless, CDP, Frame Relay, PPP, HDLC, inter VLAN routing, and ICMP

au fost extinse. Modele de Integrated Service Routers (ISRs), incluzând 2811, 1841 şi Linksys

WRT300N, au fost adăugate. Modele foarte simple de modemuri de cablu, modemuri DSL, şi IP

Phones au fost de asemenea adăugate.

Packet Tracer este proiectat într-o formă modulară pentru o viitoare extindere şi echipa

Packet Tracer este interesată în aflarea noilor caracteristici care să fie folositoare comunităţii.

Packet Tracer 5.1 păstrează topologia ca şi principalul spaţiu de lucru dar adaugă

reprezentările fizice de dispozitive, în timp real şi moduri de simulare şi o varietate largă de

vizualizări şi ferestre. GUI suportă multiple limbi astfel încât aplicaţia poate fi tradusă local.

Caracteristici noi incluse în Packet Tracer 5.1 sunt următoarele: accesibilitate, copiere şi lipire,

înapoi, adunare dispozitive, desenarea paletei, mărire, reglări de font, suport pentru ferestrele de

dispozitiv deschise o data, şi au îmbunătăţit administrarea ferestrei.

O lista a evenimentelor, o formă a sniffer-ului reţelei globale (analizor de protocol), este

inclus în Packet Tracer 5.1. Acesta permite modelului să simuleze pachete de date, ca evenimente.

Pentru analiza de protocol detaliată, aceste evenimente pot fi realizate într un mod de animaţie

continuă, înainte, înapoi sau în paşi în proces. Vizualizarea puternică OSI Layer şi vizualizarea

PDU, sunt de asemenea suportate.

56

4.1.2 Interfaţa simulatorului Packet Tracer

Interfaţa Packet Tracer, este compusă din aria de lucru şi mai multe meniuri şi liste cu

ajutorul cărora se poate configura programul şi aplicaţia creată.

Fig. 22 Simulatorul Packet Tracer

a) Bară Meniu Această bară furnizează meniurile File, Options, şi Help. La acest nivel se

pot accesa comenzile de bază cu ar fi Open, Save, Print, şi Preferences. Deasemenea se poate

accesa Activity Wizard din meniul File.

b) Bara Main Tool Această bară furnizează icoanele comenzilor File şi Edit. Această bară

furnizează butoanele pentru Zoom, paletă de desenare şi Device Template Manager. În partea

dreaptă, se poate accesa butonul Network Information, care poate fi folosit pentru a adăuga

descrierea reţelei sau elementelor.

c) Bara Common Tools Această bară furnizează accesul pentru cele mai folosite unelte:

Select, Move Layout, Place Note, Delete, Inspect, Add Simple PDU, şi Add Complex PDU.

d) Bara Logical/Physical Workspace şi Navigation Permite schimbul între Physical

Workspace şi Logical Workspace cu butoanele din această bară. Deasemenea permite navigarea

prin nivelurile unui grup, Create New Clusters, Move Object, Set Tiled Background, şi Viewport

57

e) Workspace Aici se realizează reţeaua, se urmăresc simulările, şi se vizualizează foarte

multe informaţii şi statistici.

f) Bara Realtime/Simulation Aici puteţi oscila între Realtime Mode şi Simulation Mode.

Această bară furnizează de asemena butoanele Power Cycle Devices, Play Control ,Event List.

g) Caseta componentelor reţelei Din această casetă se pot alege dispozitivele şi

conexiunile care sunt folosite în spaţiul de lucru. Acesta conţine caseta Device Type Sélection şi

caseta Device-Specific Sélection.

h) Caseta cu tipurile de componente ale reţelei Această casetă conţine tipurile de

dispozitive şi conexiunile disponibile în Packet Tracer 5.1. Caseta Device Specific Sélection se va

schimba în funcţie de dispozitivele alese de utilizator.

i) Caseta cu selectarea specificaţiilor componentelor Din această casetă puteţi selecta ce

componente vreţi să folosiţi în reţeaua dumneavoastră şi ce conexiuni să faceţi. Fereastra de

pachete creata de utilizator Această fereastră administrează pachetele pe care le folosiţi în reţea în

timpul simulării.

4.1.3 Configurarea simulatorului Packet Tracer:

Packet Tracer 5.1 poate fi personalizat prin configurarea preferinţelor personale. Din bara

Menu, se selectează Options -> Preferences pentru a accesa setările programului.

Sub panoul Interface, se pot alege următoarele setări: Animation, Sound, şi Show Link

Lights. Setări care să convină performanţelor sistemului şi preferinţelor utilizatorului. Deasemenea

se poate administra ordinea de informaţii cu setările Hide Device Label şi Port Labels Always

Shown. Caracteristica Logging permite programului să recepţioneze toate comenzile din Cisco

IOS care sunt exportate într-un document text.

Caracteristica Enable Screen Reader Support citeşte toate titlurile şi descrierile ferestrei

vizibile. În cele din urmă, se poate modifica limba de bază a programului prin alegerea din lista de

limbi şi apoi apăsând butonul Change Language.

În panoul Administrative, se pot administra imaginile de fundal care sunt disponibile în

program. Deasemenea se poate seta o parolă pentru a preveni falsificarea imaginilor.

În panoul Hide, se poate alege ascunderea sau prezentarea interfeţelor Physical, Config,

CLI, Desktop, şi GUI în dialogul de editare a dispozitivelor.

În panoul Font se pot selecta diferite fonturi şi dimensiuni de font pentru Dialogs,

Workspace/Activity Wizard, and the General Interface.

58

Fig. 23 Configurare preferinţe Packet Tracer

Pentru a înlocui imaginea albă, de pe fundal, cu o imagine mai plăcută ce permite

urmărirea cu mai multă uşurinţă a componentelor reţelei, se apăsa butonul Set Tiled Background

din bară Logical Workspace. De fereastra Select Background Image se poate selecta imagine

dorită şi se apăsa butonul Apply.

Fig. 24 Schimbarea imaginii de fond

59

5. Proiectarea şi configurarea reţelei: 5.1 Protocol de rutare „link-state” - Open Shortest Path First

Dupa instalarea simulatorului Packet Tracer şi configurarea preferinţelor, se poate trece la

crearea şi configurarea reţelei.

a) Se crează o reţea, formată din şapte routere Cisco 2811 conectate între ele,

implementand o topologie de tip mesh.

b) Se montează interfeţele necesare pe routere prin accesarea secţiunii Phisical de pe

fiecare router. Se vor ataşa pe fiecare router interfeţele:

NM-2FE2W doua interfete Fast-Ethernet

Wic-2t doua interfeţe seriale sincron-asincron

(Pentru a putea monta modulele este necesară oprirea echipamentelor cu ajutorul butonului on/off)

Echipamentele se vor conecta utilizand cablu UTP cross-over:

Fig. 29 Topologie reţea de test

c) Pentru configurarea adreselor ip pe interfeţele routerelor se va utiliza plaja de adrese ip

din reţeaua 201.45.222.0 /24 . Deoarece în fiecare subreţea sunt necesare 2 adrese ip valide, se

alege masca de reţea /30 pentru subreţelele create. Se crează 11 subretele cu masca de reţea /30

astfel încât să fie economisit spaţiul de adrese disponibil.

60

201.45.222.0 /24

201.45.222.0 /25

201.45.222.0 /26

201.45.222.0 /30 adresa subreţea

201.45.222.1 - 201.45.222.2 adrese de host valide

201.45.222.4/30 adresa subreţea

201.45.222.5 - 201.45.222.6 adrese de host valide

201.45.222.8/30 adresa subreţea

201.45.222.9 - 201.45.222.10 adrese de host valide

201.45.222.12/30 adresa subreţea

201.45.222.13 - 201.45.222.14 adrese de host valide

201.45.222.16/30 adresa subreţea

201.45.222.17 - 201.45.222.18 adrese de host valide

201.45.222.20/30 adresa subreţea

201.45.222.21 - 201.45.222.22 adrese de host valide

201.45.222.24/30 adresa subreţea

201.45.222.25 - 201.45.222.26 adrese de host valide

201.45.222.28/30 adresa subreţea

201.45.222.29 - 201.45.222.30 adrese de host valide

201.45.222.32/30 adresa subreţea

201.45.222.33 - 201.45.222.34 adrese de host valide

201.45.222.36/30 adresa subreţea

201.45.222.37 - 201.45.222.38 adrese de host valide

201.45.222.40/30 adresa subreţea

201.45.222.41 - 201.45.222.42 adrese de host valide

201.45.222.64 /26 subreţea neutilizată (62 adrese disponibile)

201.45.222.128 /25 subreţea neutilizată (126 adrese disponibile)

d) Se configurează numele routerelor în linie de comandă şi în interfaţa grafică şi se

stabileşte o parolă pentru modul de configurare #:

Router>enable

Router#conf t

Enter configuration commands, one per line. End with CNTL/Z.

Router(config)#hostname router5

router5(config)#

router5(config)#enable secret 1234

router5(config)#

e) Se configurează adrese ip pe interfeţele către celelalte routere:

Router5#conf t

Enter configuration commands, one per line. End with CNTL/Z.

router5(config)#interface FastEthernet0/0

router5(config-if)#ip address 201.45.222.6 255.255.255.252

router5(config-if)#exit

61

f) Se verifică corectitudinea configurării adreselor ip şi starea conexiunilor:

Router3#sh ip int br

Interface IP-Address OK? Method Status Protocol

FastEthernet0/0 201.45.222.30 YES manual up up

FastEthernet0/1 201.45.222.41 YES manual up up

FastEthernet1/0 201.45.222.34 YES manual up up

FastEthernet1/1 201.45.222.38 YES manual up up

Vlan1 unassigned YES manual administratively down down

g) După setarea tuturor adreselor ip pe interfeţe, se configureaza protocolul de

rutare OSPF. Pentru aceasta se alege numărul Sistemului Autonom, pentru care se va configura

instanţa OSPF (100) şi se includ reţelele adiacente routerului, prin introducerea adresei de reţea,

inversul maştii de reţea şi aria OSPF în care se afla reţeaua respectivă. Se setează apoi numele, cu

care va fi cunoscut Routerul, în cadrul instanţei OSPF (Router-id).

Router5#conf t

Enter configuration commands, one per line. End with CNTL/Z.

router5(config)router ospf 100

Router5#conf t

Enter configuration commands, one per line. End with CNTL/Z.

Router5(config)#router ospf 100

Router5(config-router)#network 201.45.222.0 0.0.0.3 area 0

Router5(config-router)#network 201.45.222.20 0.0.0.3 area 0

Router5(config-router)#router-id 201.45.222.2

Reload or use "clear ip ospf process" command, for this to take effect

Router5(config-router)#exit

Router5(config)#

(Se execută aceste comenzi pentru toate routerele, modificând reţelele introduse şi router-

id-ul conform topologiei create)

h) Se verifică pornirea instanţei OSPF:

Router5#sh ip ospf

Routing Process "ospf 100" with ID 201.45.222.41

Supports only single TOS(TOS0) routes

Supports opaque LSA

SPF schedule delay 5 secs, Hold time between two SPFs 10 secs

Minimum LSA interval 5 secs. Minimum LSA arrival 1 secs

Number of external LSA 9. Checksum Sum 0x042425

Number of opaque AS LSA 0. Checksum Sum 0x000000

62

Number of DCbitless external and opaque AS LSA 0

Number of DoNotAge external and opaque AS LSA 0

Number of areas in this router is 1. 1 normal 0 stub 0 nssa

External flood list length 0

Area BACKBONE(0)

Number of interfaces in this area is 4

Area has no authentication

SPF algorithm executed 8 times

Area ranges are

Number of LSA 18. Checksum Sum 0x0a0232

Number of opaque link LSA 0. Checksum Sum 0x000000

Number of DCbitless LSA 0

Number of indication LSA 0

Number of DoNotAge LSA 0

i) Se verifică corectitudinea configurării OSPF.

Router5#sh ip protocols

Routing Protocol is "ospf 100"

Outgoing update filter list for all interfaces is not set

Incoming update filter list for all interfaces is not set

Router ID 201.45.222.37

Number of areas in this router is 1. 1 normal 0 stub 0 nssa

Maximum path: 4

Routing for Networks:

201.45.222.12 0.0.0.3 area 0

201.45.222.36 0.0.0.3 area 0

201.45.222.0 0.0.0.255 area 0

Routing Information Sources:

Gateway Distance Last Update

201.45.222.13 110 00:04:38

201.45.222.18 110 00:04:38

201.45.222.38 110 00:04:38

Distance: (default is 110)

j) Se adaugă cu ajutorul casetelor de text, costul stabilit pentru fiecare latură şi se

configurează în linie de comandă, acelaşi cost, pe toate interfeţele aferente laturilor.

Router5#conf t

Enter configuration commands, one per line. End with CNTL/Z.

router5(config)#interface FastEthernet0/0

router5(config-if)#ip ospf cost 2

router5(config-if)#exit

router5(config)

(Se introduce pe fiecare interfaţă costul conform topologiei)

63

Fig. 30 Costul pe interfeţe

k) Se verifică rutele posibile transmise de catre instanţa OSPF şi stocate în tabela de rutare

pentru fiecare router:

Router1#sh ip route

Codes: C - connected, S - static, I - IGRP, R - RIP, M - mobile, B - BGP

D - EIGRP, EX - EIGRP external, O - OSPF, IA - OSPF inter area

N1 - OSPF NSSA external type 1, N2 - OSPF NSSA external type 2

E1 - OSPF external type 1, E2 - OSPF external type 2, E - EGP

i - IS-IS, L1 - IS-IS level-1, L2 - IS-IS level-2, ia - IS-IS inter area

* - candidate default, U - per-user static route, o - ODR

P - periodic downloaded static route

Gateway of last resort is not set

201.45.222.0/30 is subnetted, 11 subnets

C 201.45.222.0 is directly connected, FastEthernet0/1

O 201.45.222.4 [110/5] via 201.45.222.21, 01:17:37, FastEthernet1/0

O 201.45.222.8 [110/6] via 201.45.222.21, 01:17:27, FastEthernet1/0

O 201.45.222.12 [110/7] via 201.45.222.21, 01:17:37, FastEthernet1/0

O 201.45.222.16 [110/6] via 201.45.222.21, 01:17:37, FastEthernet1/0

C 201.45.222.20 is directly connected, FastEthernet1/0

O 201.45.222.24 [110/3] via 201.45.222.21, 01:17:37, FastEthernet1/0

64

O 201.45.222.28 [110/7] via 201.45.222.21, 01:17:37, FastEthernet1/0

O 201.45.222.32 [110/6] via 201.45.222.21, 01:17:37, FastEthernet1/0

O 201.45.222.36 [110/7] via 201.45.222.21, 01:17:37, FastEthernet1/0

O 201.45.222.40 [110/7] via 201.45.222.21, 01:17:37, FastEthernet1/0

(Cele doua reţele adiacente pentru fiecare router figurează în tabelă cu iniţiala „C” –direct

conectate iar celelalte rute au ca iniţială „O” pentru a sublinia faptul ca ele au fost introduse în

tabelă de către protocolul OSPF).

l) Cu ajutorul comenzii ping, se efectuează o verificare a conectivităţii între două routere

distante (1-6):

Router1#ping 201.45.222.10

Type escape sequence to abort.

Sending 5, 100-byte ICMP Echos to 201.45.222.10, timeout is 2 seconds:

!!!!!

Success rate is 100 percent (5/5), round-trip min/avg/max = 31/71/94 ms

Router>

m) Cu ajutorul comenzii traceroute se observă dacă un pachet ICMP trimis de la routerul

1 la routerul 6 urmează calea cea mai scurtă şi cu cost minim.

Router1#traceroute 201.45.222.10

Type escape sequence to abort.

Tracing the route to 201.45.222.10

1 201.45.222.21 31 msec 18 msec 7 msec

2 201.45.222.26 23 msec 29 msec 32 msec

3 201.45.222.6 78 msec 94 msec 26 msec

4 201.45.222.10 51 msec 22 msec 64 msec

n) Concluzii. Din analiza rezultatului se observă că pachetul ICMP a parcurs 4 laturi ale

reţelei între routerele 1-2-4-5-6. Această rută are costul cumulat 1+2+1+2 = 6 şi este ruta cu cost

minim.

Conform algoritmului Dijkstra în tabela de rutare a Router-ului 1 calea cu cel mai mic cost

către Router-ul 6 este 1-2-4-5-6, adică cea urmată de pachetul ICMP transmis.

Nod 2 3 4 5 6 7

Cost 2 5 3 5 6 6

Ruta 1-2 1-2-3-4 1-2-4 1-2-4-5 1-2-4-5-6 1-2-7

Router 1 Tabela de rutare conform algoritmului Dijkstra.

65

o) Cu ajutorul comenzii traceroute se observă dacă un pachet ICMP trimis de la router-ul

4 la router-ul 7, urmează calea cea mai scurtă şi cu cost minim.

Router4#traceroute 201.45.222.37

Type escape sequence to abort.

Tracing the route to 201.45.222.37

1 201.45.222.34 16 msec 3 msec 31 msec

2 201.45.222.37 18 msec 17 msec 49 msec

Router4#

p) Concluzii. Din analiza rezultatului se observă că pachetul ICMP a parcurs 2 laturi ale

reţelei între routerele 4-3-7. Această rută are costul cumulat 3+1= 4 şi este ruta cu cost minim.

Conform algoritmului Dijkstra în tabela de rutare pentru Router-ul 1 calea cu cel mai mic

cost către Router-ul 7 este 4-3-7 adică cea urmată de pachetul ICMP transmis.

Nod 1 2 3 5 6 7

Cost 3 1 2 2 3 5

Ruta 4-2-1 4-2 4-3 4-5 4-5-6 4-3-7

r) Pentru a vizualiza informaţiile complete furnizate de către procesul ospf şi stocate de

către router, se utilizează comanda:

Router# show ip ospf [<PID>] [<area-id>] database

Router4#sh ip ospf 100 database

OSPF Router with ID (201.45.222.33) (Process ID 100)

Router Link States (Area 0)

Link ID ADV Router Age Seq# Checksum Link count

201.45.222.33 201.45.222.33 689 0x80000008 0x00e113 4

201.45.222.37 201.45.222.37 689 0x80000006 0x006e3d 3

201.45.222.42 201.45.222.42 689 0x80000007 0x00fda7 3

201.45.222.41 201.45.222.41 689 0x80000008 0x00a0aa 4

201.45.222.9 201.45.222.9 693 0x80000004 0x0013fa 2

20.20.20.20 20.20.20.20 689 0x80000009 0x00b74f 4

201.45.222.22 201.45.222.22 689 0x80000005 0x00e6f4 2

Net Link States (Area 0)

Link ID ADV Router Age Seq# Checksum

201.45.222.2 201.45.222.33 694 0x80000001 0x00a1bc

201.45.222.5 201.45.222.33 694 0x80000002 0x003334

201.45.222.42 201.45.222.42 693 0x80000001 0x00a66a

201.45.222.17 201.45.222.37 693 0x80000001 0x00934f

66

201.45.222.38 201.45.222.41 693 0x80000001 0x00b268

201.45.222.26 201.45.222.33 693 0x80000003 0x0025ba

201.45.222.30 201.45.222.41 693 0x80000002 0x001fad

201.45.222.10 201.45.222.42 693 0x80000002 0x00252b

201.45.222.22 201.45.222.22 693 0x80000001 0x0025d6

201.45.222.13 201.45.222.42 689 0x80000003 0x00ad82

- Router Link States (Area 0): există o singură listă de acest tip pe fiecare router ce indică

tipul reţelei (tranzit, point-to-point, stub), costul pentru fiecare destinaţie, adresa IP, masca reţelei,

Router ID vecin

- Network Link States (Area 0): exită o singură listă de acest tip pe fiecare reţea multiacces

de tip tranzit (cel puţin 2 routere). Lista este generată de DR-ul reţelei şi redă Router ID-ul

routerelor vecine şi masca reţelei. Links State ID: este stabilit ca adresa ip routerului DR

(Designare Router).

Se observă, că fiecare router din interiorul unei reţele deţine informaţii despre întreaga

topologie a reţelei şi poate lua decizii inteligente cu privire la rutele alese pentru trimiterea unui

pachet spre destinaţie.

5.2 Protocol de rutare „distance vector” – Routing Information Protocol

a) Se va înlocui protocolul OSPF, cu versiunea a doua a protocolului RIP. Pentru oprirea

procesului ospf se vor executa următoarele comenzi pe fiecare router din reţea.

Router2>enable

Router2#conf t

Enter configuration commands, one per line. End with CNTL/Z.

Router2(config)#no router ospf 100

Router2(config)#exit

Router2#

Se poate verifica oprirea instanţei ospf cu ajutorul comenzii:

Router2# show ip protocols

Router2#

(Rezultatul este nul.)

b) După ce se verifica înlăturarea instanţei OSPF, se configurează protocolul de rutare RIP.

Pentru aceasta, se intră în modul de configurare globală a router-ului se porneşte instanţa RIP şi se

includ reţelele adiacente.

Router1>enable

Router1#conf t

Enter configuration commands, one per line. End with CNTL/Z.

Router1(config)#router rip

Router1(config-router)#network 201.45.222.0

67

Router1(config-router)#network 201.45.222.20

Router1(config-router)#exit

Router1(config)#

(Se execută aceste comenzi pentru toate routerele, modificând reţelele introduse conform

topologiei create)

c) Se va activa versiunea 2 a protocolului RIP (RIPv2)

Router1>enable

Router1#conf t

Enter configuration commands, one per line. End with CNTL/Z.

Router1(config)#router rip

Router1(config-router)#version 2

Router1(config-router)#exit

Router1(config)#

(Se execută aceste comenzi pentru toate routerele)

d) Deoarece protocolul rip realizează automat însumarea reţelelor la nivel de clasă (A,B,C)

acest proces trebuie oprit.

Router1>enable

Router1#conf t

Enter configuration commands, one per line. End with CNTL/Z.

Router1(config)#router rip

Router1(config-router)#no auto-summary

Router1(config-router)#exit

Router1(config)#

(Se execută aceste comenzi pentru toate routerele)

e) Se verifică pornirea instanţei RIPv2.

Router1#show ip protocol

Routing Protocol is "rip"

Sending updates every 30 seconds, next due in 5 seconds

Invalid after 180 seconds, hold down 180, flushed after 240

Outgoing update filter list for all interfaces is not set

Incoming update filter list for all interfaces is not set

Redistributing: rip

Default version control: send version 2, receive 2

Interface Send Recv Triggered RIP Key-chain

FastEthernet0/0 2 2

FastEthernet0/1 2 2

Automatic network summarization is not in effect

Maximum path: 4

Routing for Networks:

201.45.222.0

68

Passive Interface(s):

Routing Information Sources:

Gateway Distance Last Update

201.45.222.5 120 00:00:25

201.45.222.10 120 00:00:14

Distance: (default is 120)

Router1#

f) Cu ajutorul comenzii ping se efectuează o verificare a conectivităţii între două routere

distante (1-6):

Router1#ping 201.45.222.10

Type escape sequence to abort.

Sending 5, 100-byte ICMP Echos to 201.45.222.10, timeout is 2 seconds:

!!!!!

Success rate is 100 percent (5/5), round-trip min/avg/max = 31/71/94 ms

Router>

g) Cu ajutorul comenzii traceroute, se observă dacă un pachet icmp trimis de la router-ul 2

la router-ul 6 urmează calea cea mai scurtă:

Router2#traceroute 201.45.222.6

Type escape sequence to abort.

Tracing the route to 201.45.222.6

1 201.45.222.26 31 msec 18 msec 8 msec

2 201.45.222.6 49 msec 63 msec 31 msec

Router2#

(Pachetul ICMP a parcurs două laturi ale reţelei între nodurile 2,4,5.)

h) Pentru a vizualiza informaţiile complete furnizate de către procesul RIPv2 şi stocate de

către router, se utilizează comanda:

Router#show ip rip database

201.45.222.0/30

[1] via 201.45.222.5, 00:00:26, FastEthernet0/0

201.45.222.4/30 directly connected, FastEthernet0/0

201.45.222.8/30 directly connected, FastEthernet0/1

201.45.222.12/30

[1] via 201.45.222.10, 00:00:21, FastEthernet0/1

201.45.222.16/30

[2] via 201.45.222.10, 00:00:21, FastEthernet0/1

[2] via 201.45.222.5, 00:00:26, FastEthernet0/0

201.45.222.20/30

[2] via 201.45.222.5, 00:00:26, FastEthernet0/0

201.45.222.24/30

69

[1] via 201.45.222.5, 00:00:26, FastEthernet0/0

201.45.222.28/30

[2] via 201.45.222.10, 00:00:21, FastEthernet0/1

[2] via 201.45.222.5, 00:00:26, FastEthernet0/0

201.45.222.32/30

[1] via 201.45.222.5, 00:00:26, FastEthernet0/0

201.45.222.36/30

[2] via 201.45.222.10, 00:00:21, FastEthernet0/1

[2] via 201.45.222.5, 00:00:26, FastEthernet0/0

201.45.222.40/30

[1] via 201.45.222.10, 00:00:21, FastEthernet0/1

Router#

Se observă, că fiecare router din interiorul unei reţele RIP, deţine informaţii topologice

despre destinaţiile posibile din reţea, sub formă adresa destinaţie -- next-hop -- interfaţă de ieşire.

Acest mod de stocare a informaţiilor, sub formă unor vectori îndreptaţi spre destinaţie, este

caracteristic protocoalelor distance-vector.

70

6. Efectuarea masuratorilor 6.1 Timp de raspuns OSPF.

Pentru a putea măsura timpul de răspuns al protocolului în cazul modificării topologiei, se

aleg două routere distante şi cu ajutorul comenzii traceroute, se va urmări calea ce o parcurg

pachetele de la sursă la destinaţie.

Router2>traceroute 201.45.222.10

Type escape sequence to abort.

Tracing the route to 201.45.222.10

1 201.45.222.26 31 msec 5 msec 32 msec

2 201.45.222.6 35 msec 47 msec 63 msec

3 201.45.222.10 49 msec 79 msec 52 msec

Router6>

Se observă că pachetele ICMP transmise parcurg calea 2-4-5-6. Se verifică performata

aceste căi cu ajutorul comenzii ping (extended), pentru a vizualiza numărul de pachete ce ajung la

destinaţie în comparaţie cu numărul de pachete trimise. Se vor trimite 100 de pachete ICMP de la

Router 2 la Router 6, ele urmând aceeaşi cale 2-4-5-6.

Router2#ping

Protocol [ip]:

Target IP address: 201.45.222.10

Repeat count [5]: 100

Datagram size [100]:

Timeout in seconds [2]:

Extended commands [n]:

Sweep range of sizes [n]:

Type escape sequence to abort.

Sending 100, 100-byte ICMP Echos to 201.45.222.10, timeout is 2 seconds:

!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!

Success rate is 100 percent (100/100), round-trip min/avg/max = 6/50/94 ms

Router2# (Rezultatul comenzii arată faptul că toate cele 100 de pachete trimise ajung la destinaţie,

rata de success fiind 100%)

Se execută din nou comanda ping(extended), cu aceleaşi opţiuni, şi pe parcursul execuţiei

se va executa comanda shutdown pe interfaţa Fa1/1 Router 4 şi se vor număra pachetele ICMP

pierdute şi timpul necesar protocolului să caute o rută alternativă.

71

Router2#ping

Protocol [ip]:

Target IP address: 201.45.222.10

Repeat count [5]: 100

Datagram size [100]:

Timeout in seconds [2]:

Extended commands [n]:

Sweep range of sizes [n]:

Type escape sequence to abort.

Sending 100, 100-byte ICMP Echos to 201.45.222.10, timeout is 2 seconds:

!!!!!!!!!!!!!!

%LINEPROTO-5-UPDOWN: Line protocol on Interface FastEthernet1/1, changed state to

down

00:07:09: %OSPF-5-ADJCHG: Process 100, Nbr 201.45.222.33 on FastEthernet1/1 from

FULL to Down: Interface down or

detached...!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!

Success rate is 97 percent (97/100), round-trip min/avg/max = 10/45/94 ms

Router2#

Se observă că primele 14 pachete trimise ajung în mod normal la destinaţie. Imediat după

ce pachetul numărul 14 trece de interfaţa Fa1/1 de pe Router 4, aceasta este oprită. Următoarele 3

pachete care erau pe drum se pierd şi începând cu 18, pachetele sunt dirijate de către protocolul

OSPF pe altă cale. Numărul de pachete pierdute reflectă viteza de reacţie a protocolului la

schimbările de topologie. Noua rută aleasă de către protocol se poate afla din nou cu comanda

traceroute.

Router2>traceroute 201.45.222.10

Type escape sequence to abort.

Tracing the route to 201.45.222.10

1 201.45.222.17 32 msec 31 msec 17 msec

2 201.45.222.13 80 msec 20 msec 47 msec

Router2>

Noua rută este 2-7-6 şi reprezintă ruta de cost minim imediat următoare celei iniţiale.

72

Pentru o mai bună exactitate a rezultatelor se vor executa 10 astfel de măsurători şi

rezultatele vor fi trecute în tabelul următor.

Pachete receptate Pachete pierdute Timpul de

convergentă

(secunde)

Pachete trimise

100

97 3 6

97 3 6

97 3 6

97 3 6

95 5 10

95 5 10

98 2 4

96 4 8

97 3 6

95 5 10

Media 96,4 3,6 7,2

În medie protocolul OSPF are nevoie de 7,2 secunde pentru a realiza convergenţa în cazul

unei modificări pe această topologie particulară. Sunt pierdute în medie 3.6 pachete din 100 de

pachete trimise.

6.2 Timp de raspuns RIPv2

Se măsoară timpul de răspuns la modificarea topologiei, al protocolului RIPv2. Pentru a

putea compara rezultatele cu cele obţinute anterior, pachetele ICMP sunt forţate să urmeze aceeaşi

cale 2-4-5-6, prin oprirea interfeţelor Fa0/0 Router 3 şi Fa0/1 Router 7.

Router2#traceroute 201.45.222.10

Type escape sequence to abort.

Tracing the route to 201.45.222.10

1 201.45.222.26 31 msec 15 msec 16 msec

2 201.45.222.6 50 msec 47 msec 34 msec

3 201.45.222.10 36 msec 62 msec 48 msec

Router2#

Se verifică performata acestei căi cu ajutorul comenzii ping (extended), pentru a vizualiza

numărul de pachete ce ajung la destinaţie în comparaţie cu numărul de pachete trimise. Se vor

trimite 100 de pachete ICMP de la Router 2 la Router 6, ele urmând aceeaşi cale 2-4-5-6.

Router2#ping

Protocol [ip]:

Target IP address: 201.45.222.10

Repeat count [5]: 100

73

Datagram size [100]:

Timeout in seconds [2]:

Extended commands [n]:

Sweep range of sizes [n]:

Type escape sequence to abort.

Sending 100, 100-byte ICMP Echos to 201.45.222.10, timeout is 2 seconds:

!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!

Success rate is 100 percent (100/100), round-trip min/avg/max = 18/56/109 ms

Router2#

(Rezultatul comenzii arată faptul că toate cele 100 de pachete trimise ajung la destinaţie,

rata de success fiind 100%)

Se executa din nou comanda ping(extended) cu aceleaşi opţiuni, şi pe parcursul execuţiei se

va da comanda shutdown pe interfaţa Fa1/1 Router 4 şi se vor număra pachetele ICMP pierdute şi

timpul necesar protocolului să caute o rută alternativă.

Router2#ping

Protocol [ip]:

Target IP address: 201.45.222.10

Repeat count [5]: 100

Datagram size [100]:

Timeout in seconds [2]:

Extended commands [n]:

Sweep range of sizes [n]:

Type escape sequence to abort.

Sending 100, 100-byte ICMP Echos to 201.45.222.10, timeout is 2 seconds:

!!!!!!!!!!!!

%LINEPROTO-5-UPDOWN: Line protocol on Interface FastEthernet1/1, changed state to

down..........!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!

Success rate is 90 percent (90/100), round-trip min/avg/max = 15/66/125 ms

Router2#

Se observă că primele 12 pachete trimise ajung în mod normal la destinaţie. Imediat după

ce pachetul numărul 12 trece de interfaţa Fa1/1 de pe Router 4, aceasta este oprită. Următoarele 10

pachete care erau pe drum se pierd şi începând cu 23, pachetele sunt dirijate de către protocolul

RIPv2 pe altă cale. Numărul de pachete pierdute reflectă viteza de reacţie a protocolului la

schimbările de topologie. Noua rută aleasă de către protocol se poate afla din nou cu comanda

traceroute.

Ziggy#traceroute 201.45.222.10

Type escape sequence to abort.

Tracing the route to 201.45.222.10

1 201.45.222.22 31 msec 31 msec 32 msec

2 201.45.222.2 47 msec 54 msec 47 msec

3 201.45.222.6 50 msec 62 msec 94 msec

74

4 201.45.222.10 125 msec 109 msec 46 msec

Ziggy#

Noua rută este 2-1-4-5-6 şi reprezintă ultima rută validă spre destinaţie.

Pentru o mai bună exactitate a rezultatelor se vor executa 10 astfel de măsurători şi

rezultatele vor fi trecute în tabelul următor.

Pachete

receptate

Pachete

pierdute

Timpul de

convergentă

Pachete

trimise

100

90 10 20

94 6 12

85 15 30

98 2 4

89 11 22

91 9 18

94 6 12

94 6 12

90 10 20

95 5 10

Media 92 8 16

În medie protocolul RIPv2 are nevoie de 16 secunde pentru a realiza convergenţa în cazul

unei modificări pe această topologie particulară. Sunt pierdute în medie 8 pachete din 100 trimise.

6.3 Concluzii

Protocolul RIP, bazat pe algortimul vectorilor de distanţă, funcţionează bine în cadrul

reţelelor de mici dimensiuni, relative stabile şi cu un trafic scazut. Protocolul anunţa distanţă

optimă faţă de fiecare nod, calculată în funcţie de numărul de hopuri înregistrate până la destinaţie.

Protocolul OSPF este un protocol bazat pe starea legăturilor . Ruterele ce funcţionează pe

baza protocolului OSPF primesc mesaje de actualizare a legăturilor periodic, spre deosebire de RIP

care trimite mesaje fiecărui ruter în parte la interval de 30 secunde, mesajele ospf sunt trimise la

interval de până la 30 minute ceea ce conduce la o eficientă mai bună a OSFP în cazul reţelelor de

dimensiuni medii şi mari sau în cazul celor care nu sunt foarte stabile şi au un trafic de informaţii

mărit.

În urmă testării RIP şi OSPF, se deduce că protocolul OSPF reacţionează la modificările în

topologie într-un interval de timp mai mic decât RIP.

RIP nu ţine cont de banda de transfer a caii pe care trimite un pachet spre destinaţie ci doar

ia în calcul numărul de echipamente intermediare. Acest lucru poate duce la utilizarea unei rute de

capacitate mică dar fără intermediari în detrimentul unei rute de capacitate mare cu un intermediar.

Dacă informaţia trimisă este voluminoasă atunci este mult mai utilă ruta cu intermediar dar cu

capacitate mare. OSPF foloseşte în calculul metricii sale capacitatea fiecărui link (interfeţe) ceea

ce duce la o mai bună gestionare a traficului în reţea.

Rip are nevoie de un interval cuprins între 30 şi 60 de secunde pentru a converge. Acesta

perioadă este considerată un “timp mort” în care reţeaua nu va răspunde. În comparaţie OSPF

converge aproape instantaneu chiar şi în reţelele mari. Pe baza măsurătorilor realizate s-a

75

demonstrat faptul că OSPF reacţionează de două ori mai repede la o schimbare particulară de

topologie.

Într-o reţea RIP sunt utilizate căile cu metrică cea mai bună spre destinaţie (numărul cel

mai mic de intermediari) în timp ce alte căi sunt în general folosite doar în momentul în care calea

optimă nu este accesibilă. Acest lucru este dezavantajos deoarece poate fi utilizată numai o

anumită cale, de capacitate mică, dar metrică bună din punct de vedere rip, iar celelate căi spre

destinaţie nu sunt folosite. Un router OSPF poate executa “load-sharing”, adică poate utiliza mai

multe căi pentru a împarţi traficul destinat unui router distant.

Un router configurat cu RIP va trimite la fiecare 30 de secunde întreaga sa tabela de rutare

sau porţiuni din aceasta vecinilor. Fiecare vecin analizează întâi tabela primită şi verifică dacă

există modificări faţă de tabela proprie. În caz că acesta detectează modificări, schimbă tabela sa

de rutare şi o trimite mai departe vecinilor săi. Dacă nu exită diferenţe în conţinutul tabelei routerul

ignoră tabela primită. Acesta decizie poate avea consecinţe negative deoarece poate exista un alt

router, dincolo de cel care a primit tabela, care nu deţine o anumită modificare survenită în reţea şi

astfel, acesta din urmă păstrează în tabela să o informaţie eronată.

Reţelele RIP se pot extinde până ating limita de maximă de 15 intermediari (hop-uri) între

sursă şi destinaţie, pe când reţelele OSPF sunt practic nelimitate ca mărime. Topologia de fata nu

permite o ruta cu mai mult de 15 intermediari, însă în cazul unei extinderi ulterioare este posibilă

formarea unei astfel de rute.

Protocolul RIP utilizează mai multă bandă de memorie in comparaţie cu OSPF datorită

faptului că fiecare router trimite la interval de 30 de secunde tabela de rutare. Un router OSPF

trimite informaţii la un interva de 30 de minute şi atunci când este nevoie ceea ce conduce la

utilizarea scăzută a lărgimii de bandă.

Protocolul OSPF poate utiliza resurse însemnate ale echipamentelor (memorie şi procesor)

pentru a calcula rute mutiple, aplicând algoritmul SPF, însă datorită utilizării echipamentelor Cisco

prezentate anterior, acest fapt nu constituie un impediment în calea implementării cu succes a

protocolului.

În urma studiului realizat a fost luată decizia de a implementa fizic, în reţeaua de rutere a

portului, protocolul OSPF. Această decizie a fost luată în urma constatării avantajelor multiple pe

care le oferă acest tip de protocol “link-state”.

76

7. Prezentarea retelei fizice in ansamblu 7.1 Zona „Sediu Vechi GSP”

Fig. 31 Sediu Vechi GSP

Această zonă este împărţită în opt miniretele virtuale, configurate pe echipamentul

„Stardust”, care este un switch Cisco model 2960. Fiecare reţea virtuală este destinată unui sector

administrativ al societăţii. Structura de adresare ip este prezentată în următorul tabel:

Numele

Subre

ţelei

Mar

ime

Adresa de

reţea

Mas

ca

reţel

ei

Masca retelei in

format A.B.C.D

Prima adresa

valida

Ultima adresă

valida

Vlan10 30 192.168.0.0 /27 255.255.255.224 192.168.0.1 192.168.0.30

Vlan20 30 192.168.0.32 /27 255.255.255.224 192.168.0.33 192.168.0.62

Vlan30 30 192.168.0.64 /27 255.255.255.224 192.168.0.65 192.168.0.94

Vlan40 30 192.168.0.96 /27 255.255.255.224 192.168.0.97 192.168.0.126

Vlan50 30 192.168.0.128 /27 255.255.255.224 192.168.0.129 192.168.0.158

Vlan60 30 192.168.0.160 /27 255.255.255.224 192.168.0.161 192.168.0.190

Vlan70 30 192.168.0.192 /27 255.255.255.224 192.168.0.193 192.168.0.222

Vlan80 30 192.168.0.224 /27 255.255.255.224 192.168.0.225 192.168.0.254

77

Se configurează adresele ip pe echipamentele terminale (calculatoare, imprimante), în

funcţie de subreţeaua din care fac parte, pe baza tabelului de mai sus. În imaginile următoare este

prezentată configuraţia calculatorului din subreteaua 2 (Vlan30).

Fig. 32 Configurare adresa ip pentru PC Fig. 33 Configurare masca de retea pentru PC

Pentru configurarea subreţelelor, pe echipamentul „Stardust” se execută următoarele

comenzi:

Stardust>

Stardust>enable

Stardust#configure terminal

Enter configuration commands, one per line. End with CNTL/Z.

Stardust(config)#vlan 10

Stardust(config-vlan)#name subnet0

Stardust(config-vlan)#exit

Stardust(config)#exit

Stardust#

(Se execută acest set de comenzi pentru toate subreţelele ce se deoresc a fi create.)

După crearea subreţelelor se vor configura relaţiile de legătură între fiecare subreţea şi

interfaţa echivalentă:

Stardust#conf t

Enter configuration commands, one per line. End with CNTL/Z.

Stardust(config)#

Stardust(config)#interface FastEthernet0/1

Stardust(config-if)#switchport mode access

Stardust(config-if)#switchport access vlan 10

Stardust(config-if)#exit

Stardust(config)#

78

După configurarea tuturor interfeţelor aferente subreţelelor, se va configura interfaţa spre

Router2 în modul „trunk” (legătură transparentă spre exterior, pentru toate subreţelele).

Stardust#conf t

Enter configuration commands, one per line. End with CNTL/Z.

Stardust(config)#

Stardust(config)#interface FastEthernet0/24

Stardust(config-if)#switchport mode trunk

Stardust(config-if)#exit

Stardust(config)#

Pe Router 6 se configurează o instanţă EIGRP, în care se includ reţelele 192.168.0.0/24

20.0.0.0 (reţea de loopback pentru teste) şi 14.0.0.0/24 (reţea de loopback care reprezita o altă reţea

reală).

Router2#

Router2#configure terminal

Enter configuration commands, one per line. End with CNTL/Z.

Router2(config)#

%SYS-5-CONFIG_I: Configured from console by console

Router2(config)#router eigrp 100

Router2(config-router)#network 192.168.0.0 0.0.0.255

Router2(config-router)#network 14.0.0.0 0.0.0.255

Router2(config-router)#network 20.0.0.0 0.0.0.255

Router2(config-router)#no auto-summary

Router2(config-router)#exit

Router2(config)#

După configurarea instanţei Eigrp, se pot redistribui rutele OSPF din reţeaua principală de

routere, pentru ca staţiile de lucru din domeniul Eigrp să aibă access spre exterior.

Router2#

Router2#configure terminal

Enter configuration commands, one per line. End with CNTL/Z.

Router2(config)#

%SYS-5-CONFIG_I: Configured from console by console

Router2(config)#router eigrp 100

Router2(config-router)#redistribute ospf 100

Router2(config-router)#exit

Router2(config)#

Se verifică configuraţia protocoalelor de rutare existente pe Router 2.

Router2#sh ip prot

Routing Protocol is "eigrp 100 "

Outgoing update filter list for all interfaces is not set

Incoming update filter list for all interfaces is not set

79

Default networks flagged in outgoing updates

Default networks accepted from incoming updates

EIGRP metric weight K1=1, K2=0, K3=1, K4=0, K5=0

EIGRP maximum hopcount 100

EIGRP maximum metric variance 1

Redistributing: eigrp 100, ospf 100

Automatic network summarization is in effect

Automatic address summarization:

Maximum path: 4

Routing for Networks:

192.168.0.0

20.0.0.0

14.0.0.0/24

Routing Information Sources:

Gateway Distance Last Update

Distance: internal 90 external 170

Routing Protocol is "ospf 100"

Outgoing update filter list for all interfaces is not set

Incoming update filter list for all interfaces is not set

Router ID 20.20.20.20

Redistributing External Routes from,

Number of areas in this router is 1. 1 normal 0 stub 0 nssa

Maximum path: 4

Routing for Networks:

201.45.222.0 0.0.0.255 area 0

Routing Information Sources:

Gateway Distance Last Update

201.45.222.17 110 00:26:22

201.45.222.30 110 00:26:22

201.45.222.22 110 00:26:19

201.45.222.26 110 00:26:19

Distance: (default is 110)

Router2#

80

Se verifică existenţa conectivităţii între cele două domenii cu ajutorul comenzii ping

(PCSubnet 7 - Router 7).

Fig. 34 Ping (PCSubnet 7 - Router 7)

7.2 Zona „Sediu Elogistics”

Fig. 34 Sediu Elogistics

Această zonă este alcătuită din un router configurat să acorde adrese ip staţiilor prin dhcp,

utilizând reţeaua 10.0.0.0/24. Protocolul de rutare activ este RIPv2.

81

Configurare server DHCP pe Routerx:

routerx#conf t

Enter configuration commands, one per line. End with CNTL/Z.

routerx(config)#interface FastEthernet0/0

routerx(config-if)#ip address 10.0.0.1 255.255.255.0

routerx(config-if)#exit

routerx(config)#ip dhcp pool crash

routerx(dhcp-config)#default-router 10.0.0.1 255.255.255.0

routerx(dhcp-config)#dns-server 10.0.0.2

routerx(config)#ip dhcp excluded-address 10.0.0.1 10.0.0.10

routerx(config)#interface FastEthernet0/0

routerx(config-if)#ip address 12.1.1.2 255.255.255.252

routerx(config-if)#exit

routerx(config)#router rip

routerx(config-router)#network 10.0.0.0

routerx(config-router)#network 12.1.1.1

routerx(config-router)#no auto-summary

routerx(config-router)#version 2

routerx(config-router)#exit

routerx(config)#

S-au configurat interfeţele conform topologiei şi server-ul de DHCP care va aloca adrese

staţiilor de lucru începând cu 10.0.0.11. (adresele cuprinse în intervalul 10.0.0.3-10.0.0.10 au fost

păstrate pentru teste). S-a configurat o instanţă RIPv2 în care au fost incluse reţelele adiacente.

Se porneşte pe Router 1 o instanţă RIPv2 în care se include reteua 12.1.1.1 şi se

redistribuiesc rutele din domeniul OSPF pentru ca utilizatorii din zona „Sediu Elogistics” să aibe

acces la reţeaua principală.

Router1>enable

Router1#configure terminal

Enter configuration commands, one per line. End with CNTL/Z.

Router1(config)#router rip

Router1(config-router)#network 12.1.1.1

Router1(config-router)#version 2

Router1(config-router)#no auto-summary

Router1(config-router)#redistribute ospf 100 match

Router1(config-router)#exit

Router1(config)#

82

Se verifică conectivitatea între o unitate din domeniul dhcp şi Router5 (Ospf).

Fig. 35 Ping PC3 - Router5

7.3 Zona „Noul Sediu GSP”

În această zonă se va configura aceeaşi instanţă OSPF 100, care este deja existentă în

reteau de rutere principală, însă se va formă o noua arie ospf (Area 1). Se vor configura interfeţele

tuturor routerelor conform subnetizarii prezentată mai jos.

223.0.1.0/24

223.0.1.0/25

223.0.1.0/26 subreţea utilizată

223.0.1.64/26 subreţea neutilizată

223.0.1.128/25 subreţea neutilizată

Se va utiliza subreţeaua 223.0.1.0/26 conform urmatorului tabel:

Adresa de

reţea

Masca reţelei Masca reţelei in

format A.B.C.D

Prima adresă validă Ultima adresă

validă

223.0.1.32 /29 255.255.255.248 223.0.1.33 223.0.1.38

223.0.1.0 /27 255.255.255.224 223.0.1.1 223.0.1.30

223.0.1.40 /30 255.255.255.252 223.0.1.41 223.0.1.42

83

Se va utiliza reţeaua 11.0.30.0/24 conform tabelului următor:

Adresa de

reţea

Masca reţelei Masca reţelei in

format A.B.C.D

Prima adresă validă Ultima adresă

validă

11.0.30.0 /26 255.255.255.192 11.0.30.1 11.0.30.62

11.0.30.64 /27 255.255.255.224 11.0.30.65 11.0.30.94

11.0.30.96 /27 255.255.255.224 11.0.30.96 11.0.30.126

11.0.30.128 /28 255.255.255.240 11.0.30.129 11.0.30.142

11.0.30.144 /30 255.255.255.252 11.0.30.145 11.0.30.146

11.0.30.148 /30 255.255.255.252 11.0.30.149 11.0.30.150

11.0.30.152 /30 255.255.255.252 11.0.30.153 11.0.30.154

11.0.30.160/27 subreţea neutilizată

11.0.30.192/26 subreţea neutilizată

Se porneşte instanţa OSPF pe Router 30. Celelalte routere se configurează asemănător.

Router30>enable

Router30#configure terminal

Enter configuration commands, one per line. End with CNTL/Z.

Router30(config)#interface FastEthernet0/0

Router30(config-if)#ip address 223.0.1.33 255.255.255.248

Router30(config-if)#exit

Router30(config)#interface FastEthernet0/1

Router30(config-if)#ip address 11.0.30.65 255.255.255.240

Router30(config-if)#exit

Router30(config)#interface Serial0/2/1

Router30(config-if)#ip address 11.0.30.150 255.255.255.252

Router30(config-if)#exit

Router30(config)#interface Serial0/2/0

Router30(config-if)#ip address 11.0.30.153 255.255.255.252

Router30(config-if)#exit

Router30(config)#

Router30(config)# router ospf 100

Router30(config-router)#network 223.0.1.32 0.0.0.7 area 1

Router30(config-router)#network 11.0.30.64 0.0.0.15 area 1

Router30(config-router)#network 11.0.30.148 0.0.0.3 area 1

Router30(config-router)#network 11.0.30.152 0.0.0.3 area 1

Router30(config-router)#exit

Router30(config)#

84

Se verifică cu ajutorul comenzii ping, conectivitatea între o staţie de lucru din Area 1 şi un

router din Area 0.

Fig. 36 Ping PC82 – Router 6

7.4 Zona „Dana Portuară”

Fig. 37 Zona “Dana portuara”

Interfeţele tuturor echipamentelor au fost configurate aşa cum este prezentat în figura 37.

Se va porni pe Router un server de Dhcp, pentru a aloca adrese ip din reţeaua 192.168.1.0/24

tuturor echipamentelor ce se vor conecta la router pe interfaţa Fa0/0.

Router#configure terminal

Enter configuration commands, one per line. End with CNTL/Z.

Router(config)#interface FastEthernet0/0

Router(config-if)#ip address 192.168.1.1 255.255.255.0

Router(config-if)#exit

85

Router(config)#interface FastEthernet0/1

Router(config-if)#ip address 20.0.0.1 255.255.255.248

Router(config-if)#exit

Router(config)#ip dhcp pool test

Router(dhcp- config)#network 192.168.1.0 255.255.255.0

Router(dhcp- config)#default-router 192.168.1.1

Router(dhcp- config)#dns-server 192.168.20.2

Router(config)#ip dhcp excluded-address 192.168.1.1 192.168.1.10

Router(config)#

Se doreşte ca toate echipamentele ce vor primi adrese prin dhcp de la router să aibe access

la Router ISP cu altă adresă sursă decât cea reală (192.168.1.x) care este utilizată doar în reţeaua

internă a danei portuare. Pentru aceasta se va configura un proces de Network Adress Translation

(NAT) care va modifica adresa sursă a mesajelor în 4 adrese disponibile din reţeaua 20.0.0.0/29.

Se va configura şi o rută implicită către router ISP.

Router(config-if)#exit

Router(config)#ip route 0.0.0.0 0.0.0.0 20.0.0.6

Router(config)#ip nat pool test 20.0.0.2 20.0.0.3 20.0.0.4 20.0.0.5 netmask

255.255.255.248

Router(config)#access-list 1 permit 192.168.1.0 0.0.0.255

Router(config)#int fa0/0

Router(config-if)#ip nat inside

Router(config-if)#exit

Router(config)#int fa0/1

Router(config-if)#ip nat outside

Router(config-if)#exit

Se va realiza translaţia propriu-zisă, toate adresele din lista 1, se translatează în pool-ul de

adrese “test”.

Router(config)#ip nat inside source list 1 pool test

Se verifică cu ping, conectivitatea dintre PC9 şi Router ISP:

Fig. 38 Ping PC9 - Router ISP

86

Se pot verifica translaţiile realizate pe router:

Router(config)#do sh ip nat translation

Pro Inside global Inside local Outside local Outside global

--- 20.0.0.2 192.168.1.11 --- ---

(Rezultatul comenzii arată schimbarea adresei sursă 192.168.1.11 (PC9) în adresa

disponibilă din pool-ul “test”)

7.5 Configurarea regulilor de acces intre departamentele zonei “Sediu

nou GSP”

Pentru securizarea informaţiilor stocate pe echipamentele din noul sediu, se vor crea mai

multe reguli de acces, cu ajutorul ACL (Access Control Lists). Zona administrativă 1 se ocupă cu

problemele financiare şi de conducere ale firmei. Informaţiile stocate pe serverul din această zonă

sunt confidenţiale şi nu sunt utile pentru nici un alt departament. Departamentul administrativ 2, se

ocupă cu administrarea fişelor de lucru ale inginerilor şi cu proiectele companiei. Accesul la aceste

informaţii este permis şi zonei administrative 1. Zona de monitorizare marină este clasificată,

deoarece orice scurgere de informaţii din aceasta zonă poate duce la un dezastru pe mare. Se

permite accesul la informaţiile de pe serverul din această zonă, doar inginerului şef pentru zona

marină (Administraţie 2- Pc80). Zona de securizare şi monitorizare terestră este împărţită fictiv în

două zone ip .97 - .112 (zona monitorizare terestră)şi (zona securitate) .113 - .126. Accesul la zona

de monitorizare va fi permis inginerului şef pentru monitorizare terestră(PC84). La zona de

securitate se va bloca accesul tuturor.

7.5.1 Zona Administrativă 1

Se va crea o listă de acces pentru blocarea traficului, din afara departamentului, către

Server1. La sfârşitul listei se adaugă o linie ce permite orice alt trafic:

Router1#conf t

Router1(config)#ip access-list extended test

Router1(config-ext-nacl)#deny ip any host 11.0.30.67

Router1(config-ext-nacl)#permit ip any any

Router1(config-ext-nacl)#exit

Se va include lista de acces creată pe interfaţa Fa0/0 Router1.

Router1#conf t

Router1(config)#interface FastEthernet0/1

Router(config-if)#ip access-group out

87

Pentru a verifica corectitudinea listei se utilizează comanda ping:

Fig. 39 Ping PC80 – Server1 Ping PC80 – PC 81

7.5.2 Zona Administrativă 2

Se va crea o listă de acces care va permite accesul zonei Administrative1 la Server2 şi va

bloca orice alt trafic din afara departamentului către acel server. La sfârşitul listei se adauga o

comanda permit, pentru a permite orice alt trafic. Se va include lista de acces creată pe interfaţa

Fa0/0 Router3.

Router>enable

Router3#conf t

Enter configuration commands, one per line. End with CNTL/Z.

Router3(config)#ip access-list extended test3

Router3(config-ext-nacl)#permit ip 11.0.30.64 0.0.0.15 host 11.0.30.3

Router3(config-ext-nacl)#deny ip any host 11.0.30.3

Router3(config-ext-nacl)#permit ip any any

Router3(config-ext-nacl)#exit

Router3(config)#

Router3(config)#interface FastEthernet0/0

Router3(config-if)#ip access-group test 3 out

Router3(config-if)#exit

88

Pentru a verifica corectitudinea listei se utilizează comanda ping:

Fig.40 Ping PC81 – Server2 Ping Pc83 – Server2

7.5.3 Zona de monitorizare maritimă

Se va iniţializa o listă de acces extinsă, care va permite accesul echipamentului PC80 la

server-ul de date Server 4. Totodată lista va bloca accesul tuturor echipamentelor din afara

departamentului şi va permite în rest toate comunicaţiile. Lista de acces va fi aplicată pe interfaţa

Fa0/0 a echipamentului Router2.

Router2>enable

Router2#conf t

Enter configuration commands, one per line. End with CNTL/Z.

Router2(config)#ip access-list extended test2

Router2(config-ext-nacl)#permit ip host 11.0.30.2 host 11.0.30.131

Router2(config-ext-nacl)#deny ip any host 11.0.30.131

Router2(config-ext-nacl)#permit ip any any

Router2(config-ext-nacl)#exit

Router2(config)#interface FastEthernet0/0

Router2(config-if)#ip access-group test2 out

Router2(config-if)#exit

Router2(config)#

7.5.4 Zona de securitate şi monitorizare terestră

Pentru a respecta condiţiile impuse, se va crea o listă de acces extinsă care va împarţi fictiv

subreţeaua 11.0.30.96/24 în două subretele 11.0.30.96/29 şi 11.0.30.112/29. Acestea reprezintă

cele două departamente existente in zonă. Prima linie din listă permite accesul echipamentului

PC84 la prima subreţea, următoarea linie blochează accesul tuturor la cea de-a doua subreţea, iar

ultima linie blochează accesul tuturor achipamentelor externe la server-ul de securitate.

89

Router>enable

Router#conf t

Enter configuration commands, one per line. End with CNTL/Z.

Router(config)#ip access-list extended test6

Router(config-ext-nacl)#permit ip host 11.0.30.5 11.0.30.96 0.0.0.15

Router(config-ext-nacl)#deny ip any 11.0.30.112 0.0.0.15

Router(config-ext-nacl)#deny ip any host 11.0.30.120

Router(config-ext-nacl)#permit any any

Router(config-ext-nacl)#exit

Router(config)#interface FastEthernet0/0

Router(config-if)#ip access-group test6 out

Router(config-if)#

Ulterior se pot crea şi alte liste de acces în funcţie de preferinţele fiecărui utilizator in parte.

Listele de acces ulterioare nu pot încălca regulile deja instaurate.

90

Concluzii

Prezentul proiect, a fost realizat cu scopul de a pune în evidenţă, o posibilă metodă de

testare a protocoalelor de rutare internă, de Layer 3 OSI, inaintea luării unei decizii cu privire la

alegerea protocolului ce va fi implementat pe echipamentele fizice. Deşi simulatorul Packet

Tracer, a fost creat cu scopul de a permite exersarea principiilor reţelisticii şi dezvoltarea

cunoştinţelor privind configurarea şi funcţionarea echipamentelor în reţea, el poate fi utilizat cu

succes pentru a vizualiza comportamentul protocoalelor de rutare, pe topologia ce se doreşte a fi

implementată fizic.

Rezultatele măsurătorilor efectuate, arată că protocolul Open Shortest Path First (OSPF)

bazat pe starea legăturilor, se comportă pe o topologie “mesh” relativ mică, luând în considerare

numărul de echipamente, într-un mod mai eficient decât Routing Information Protocol. Problema

pe care o ridică utilizarea OSPF, pe o astfel de topologie, este necesitatea de a avea echipamente

performante, deoarece acest protocol tinde să utilizeze mai multe resurse hardware pentru calculul

rutelor. Acest surplus de resurse utilizate, se datorează faptului că OSPF aplică algoritmul Dijkstra

pentru calculul rutelor posibile, acesta fiind un algoritm mai complex în comparaţie cu algoritmul

Bellman-Ford utilizat de protocoalele “distance-vector”. Aceste diferenţe între protocoale, dictează

calitatea echipamentelor pe care ele pot fi implementate şi de aceea au fost utilizate pentru

implementarea fizică a reţelei, echipamente CISCO de ultima generaţie.

Datorită faptului că tehnologia se află într-o permanentă dezvoltare, impedimentele legate

de resursele hardware, în implementarea protocoalelor de tip “link-state”, vor conta din ce în ce

mai puţin şi se pare că viitorul rutării interne, este destinat acestor tipuri de protocoale şi a celor

hibride, în detrimentul protocoalelor “distance-vector”.

Conform analizei economice, realizarea obiectivului de investiţie, ce vizează

implementarea unei reţele performante, destinată transferului de date, în nou sediu al firmei, este

necesară şi oportună pentru dezvoltarea companiei şi îmbunătăţirea condiţiilor de muncă ale

angajaţilor.

Un argument în plus în favoarea realizării obiectivului, îl constituie dorinţa angajaţilor de a

lucra într-un mediu modern şi performant, cu dotări la nivel european, unde să-şi desfăşoare

activităţile zilnice.

Uniunea Europeană urmăreşte cu interes diversele provocări cu care companiile private se

confruntă la nivel european şi pe parcursul ultimilor ani s-a ocupat în mod regulat, de aspecte

referitoare la dezvoltarea companiilor, prin achiziţia echipamentelor de ultima generaţie.

Departamentul aministrativ are un rol crucial în buna funcţionare a oricărei firme şi orice

investiţie realizată în acest sector va contribui la îmbunătăţirea calităţii serviciilor şi micşorarea

timpului activităţilor zilnice. Pentru o mare companie aceste lucruri sunt extrem de importante,

deoarece un sistem administrativ supraîncărcat, poate conduce la generarea de erori, care de cele

mai multe ori costă foarte mulţi bani.

Noua investiţie va conduce la crearea unei atmosfere de lucru mult mai plăcută în cadrul

companiei şi astfel, productivitatea şi calitatea muncii, furnizată de fiecare angajat, va creşte.

Timpul pe care îl va pierde fiecare inginer pentru rezolvarea fişelor de lucru va scădea

considerabil. Acest timp va putea fi utilizat de către ingineri pentru o mai bună coordonare a

activităţilor de producţie în care sunt implicaţi.

91

H

Glosar

Adresa IP Serie de caractere alfanumerice separate prin puncte care reprezintă adresa unui echipament sau

interfeţe.

ARPANET (Advanced Research

Projects Agency Network)

Prima reţea cu comutare de pachete, creată în timpul războiului rece de către Ministerul

Apărării al SUA.

AS(Autonomous Sistem) Este o colecţie de prefixe de rutaj intercalate, aflate sub controlul unui singur operator de reţea

(organizaţie) şi caracterizată de politici de rutare bine definite.

Asynchronous Transfer Mode

(ATM)

reprezintă o tehnologie ce permite transmiterea digitală a datelor.

BDR(Backup Designate Router) Este următorul router din punctul de vedere al priorităţii, după Designate Router, şi are rolul de

router de candidat la poziţia desigate.

BGP (Border Gateway Protocol) In versiunea curentă, BGPv4, datează din anii 1995 este un protocol de rutare modern, utilizat

între sisteme autonome.

Bit (Binary Digit) Un bit este cea mai mică unitate de informaţie, consistind dintr-o singură cifră binară. Este

reprezentat de valorile numerice 1 sau 0.

Broadcast Tehnologie de reţea ce permite transferul informaţiei unui grup de destinatari, determinaţi prin

adesa ip, în mod simultan.

BW(Bandwith) Rata de transfer a informaţiei, măsurată în biţi/secundă.

Cassless Este termenul utilizat pentru a descrie arhitectura de adresare ip fără clase de adrese (masca de

reţea variabilă).

Classfull Este termenul utilizat pentru a descrie arhitectura de adresare ip împărţită în clase de adrese.

CLI (Command Line Interface) Serviciu interpretor de comenzi utilizat pentru configurarea echipamentelor

Comutare de pachete Metodă de transfer a informaţiei în care datele sunt împărţite în pachete care călătoresc

independent şi sunt repuse în ordine şi asamblate la destinaţie.

CPU(Central Processing Unit) Este un circuit electronic ce poate executa comenzi şi efectua calcule.

CSMA/CD (Carrier Sense Multiple

Access/ Collission Detection)

(Access multiplu cu simţirea purtătoarei şi detectarea coliziunilor) este metoda de access la

mediu utilizată în reţelele Ethernet.

Date Fapte, noţiuni, fenomene, evenimente, însuşiri, indici, reprezentate sub o formă convenţională,

adecvată comunicării, interpretării sau prelucrării manuale ori cu mijloace automate

92

DHCP ( Dynamic Host

Configuration Protocol),

Este un protocol ce permite asignarea automată a unei adrese IP unui client al serverului de

DHCP. Astfel clientul nu trebuie să mai introducă setările de IP, Gateway, DNS, ci ele sunt

preluate automat de la un server din reţea la care clientul are acces.

Distance-vector Vector-distanta – Termenul este utilizat pentru identificarea grupului de protocoale de rutare, ce

efectueaza operatia de rutare aplicand algoritmul Bellman-Ford.

Domain Name System (DNS) este un sistem distribuit de păstrare şi interogare a unor date arbitrare într-o structură ierarhică.

Cea mai cunoscută aplicaţie a DNS este gestionarea domeniilor în Internet.

DR(Designate Router) Este un router ales intro reţea pe criterii de prioritate, cu rolul de a coordona schimbul de

informaţii de rutare în acel domeniu.

Echipament O unitate electronică discretă conectată la o reţea care transmite sau primeşte informaţie prin ea,

facilitează transmisia şi recepţia sau conduce direct activitatea din reţea (engl.: (network)

device).

EGP (Exterior gateway protocol) Este un protocol vechi utilizat pentru utilizat pentru comunicaţia între sisteme autonome.

EIGRP (Enhanced Interior Gateway

Routing Protocol)

Este un protocol de rutare bazat pe protocolul IGRP, predecesorul sau. Este proprietate Cisco.

Ethernet Tehnologie din domeniul reţelelor de calculatoare care permite ca orice staţie dintr-o reţea să

transmită la orice moment presupunînd că a verificat traficul pe reţea şi a aşteptat ca reţeaua să

fie liberă şi să nu existe coliziuni.

FDM (Frequency Division

Multiplexer)

Multiplexare cu divizare în frecvenţă. Fiecărui echipament din reţea i se atribuie o undă

purtătoare de o anumită frecvenţă, pentru transmiterea informaţiei.

Fibră optică Mediu de transmisie alcătuit din fire de sticlă sau plastic învelite într-un blindaj de protecţie din

plastic. Fibrele optice transmit informaţia sub formă unor fascicole pulsatorii de lumina.

Foil Twisted Pair (FTP) Cablu torsadat în pereche, izolat, conţinând 4 perechi de fire.

Gateway Este un program sau echipament hardware ce transfera date între reţele informatice, termen cu

utilizare frecventă în accesarea site-urilor Internet sau în transferul de mesaje tip e-mail între

diferite servere.

Graf O topologie redundantă în care routerele sunt noduri ale topolgiei iar linkurile dintre routere sunt

laturi

Graficul Gantt Reprezintă o diagrama ce exprimă la scara timpului, prin linii orizontale, durata activităţilor, şi

prin linii întrerupte (de exemplu) rezervele de timp. Graficul Gantt presupune divizarea acţiunii

complexe pe care o reprezintă proiectul, în părţi componente (activităţi) şi eşalonarea acestora în

timp, ţinând seamă de succesiunea tehnologică, termene impuse, resurse etc.

Host Un echipament de reţea care acţionează ca sursă sau destinaţie a informaţiei din reţea.

93

HTTP (Hypertext Transfer

Protocol)

Este protocolul cel mai des utilizat pentru accesarea informaţiilor, în Internet, care sunt păstrate

pe servere

IANA (Internet Assigned Numbers

Authoryty)

Agenţia care desemnează şi distribuie adresele IP.

ICMP (Internet Control Message

Protocol)

Este un protocol din suita TCP/IP care foloseşte la semnalizarea şi diagnosticarea problemelor

din reţea. Mesajele ICMP sunt încapsulate în interiorul pachetelor IP.

ID Nume ce identifică un anumit echipament în reţea.

IGRP (Interior Gateway Routing

Protocol)

Este un protocol de rutare cu starea legăturilor, utilizat pe scară largă, dezvoltat de Cisco

Systems. Este brevetat şi acceptat doar pe routere Cisco.

Internet O reţea de întindere planetară care asigură acesul între un vast lanţ de reţele locale publice şi

private.

IP (Internet Protocol) Este un set de reguli, care asigură un serviciu de transmitere a datelor, fără conexiune

permanentă. Acesta identifică fiecare interfaţă logică a echipamentelor conectate printr-un

număr numit "adresă IP".

IPV4 (Internet Protocol Version 4) Este cel mai utilizat standard ce codifica informaţia de identificare a unui echipament în cadrul

reţelei. Informaţia este reprezentată sub form unui şir de caractere pe 32 de biţi.

IPV6 (Internet Protocol Version 6) Noua generaţie de adresare IP creat㎠pentru a înlocui sistemul deja existent IPv4, care

foloseşte un cod de adresă de 32 biţi care limitează numă�rul de adrese posibile. IPv6 foloseşte

un cod de 128 biţi, asigurând că num�ărul posibil de adrese IP va fi virtual nelimitat.

IS-IS (Intermediate System to

Intermediate System)

Este un protocol bazat pe stiva OSI de tip link-state.

ISO (Internaţional Organization for

Standardization)

Organizaţia internaţională de standardizare

ISP (Internet Service Provider) Compania care furnizează utilizatorilor diferite metode de acces la internet ( modem , cablu ,

radio , etc ).

Layer Nivel (strat) al stivei de reţea (OSI, TCP/IP)

Link-state Starea-legaturii - Termenul este utilizat pentru gruparea protocoalelor care trimit in mesajele lor

informatii detaliate despre starea legaturilor retelei.

LLC (Logical Link Control) Realizează interfaţa cu nivelurile superioare; se ocupă cu controlul fluxului , sincronizarea şi

controlul erorilor. De asemenea accesează Gateway pentru ca subnivelul inferior să poată accesa

nivelele superioare ale modelului OSI

Local Area Network (LAN) provine din limba engleză unde înseamnă “retea locala”.

Loopback Termen Utilizat pentru a defini metodele sau procedurile prin care este transmis un semnal electric sau

94

un şir de date, de la o sursă la acceaşi sursă fără a modifica conţinutul informaţiei. Este utilizată

pentru teste.

LSA(Link State Advertisments) Unităţi de informaţie utilizate de routere pentru a trimite şi primi informaţii cu privire la rutele

posibile din reţea

LSDB (Link State DataBase) Baza de date stocată de fiecare router dintr-un domeniu OSPF, în care sunt stocate informaţiile

ce caracterizează rutele posibile din acel domeniu.

MAC (Media Access Control) Descrie modul de acces la mediul de transmisie, modul cum primesc acces la date, calculatoarele

de pe reţea, în fapt conectivitatea fizică.

Masca de reţea Este un număr utilizat pentru a specifica cîţi biţi din adresa IP sînt utilizaţi pentru identificarea

reţelei, a subretelei şi a staţiei.

Metrica Unitate de măsură utilizată de către echipamentele de reţea (routere) pentru a contoriza

diferenţele dintre rutele posibile

NAT (Network Address

Translation)

Este un mecanism de translatare a adreselor IP private dintr-o reţea, în adrese publice.

Network Ansamblu de mijloace de transmisiune şi de sisteme de calcul folosite pentru transportarea şi

prelucrarea informaţiei.

OSI (Open Systems Interconnection

Basic Reference Model)

Model de tip stiva, ce împarte arhitectura reţelei în şapte nivele, construite unul deasupra altuia,

adăugând funcţionalitate serviciilor oferite de nivelul inferior.

OSPF (Open Shortest Path First) Este un protocol cu starea legăturilor, cu un standard deschis.

Protocoale de rutare Stabilesc regulile prin care informaţiile despre reţele sunt schimbate între echipamente în scopul

obţinerii unei tabele de rutare adecvate topologiei.

Protocol Set de reguli pe baza cărora se stabilesc detaliile comunicării între echipamentele din reţea

Protocol data unit (PDU) Este un pachet de date, specific unui anumit protocol, format din informaţia utilă ce trebuie

transmisă şi informaţia de control specifică protocolului

RFC 1918(Address Allocation for

Private Internets)

Standardul IANA cu privire la rezervarea blocurilor de adrese private

RIB(Routing Information Base) Baza de date în care fiecare router stochează informaţiile necesare efectuării operaţiei de rutaj.

RIP (Routing Information Protocol) Este un protocol mai vechi de rutare cu vectori-distanţă

RJ-45 (Registered Jack - 45) Reprezintă o interfaţă fizică de reţea, standardizată, şi utilizată pentru a conecta echipamente de

telecomunicaţii şi date.

Router Este echipamentul ce are ca scop dirijarea pachetelor, la nivel reţea, utilizând algoritmi specifici

de deducere a căii optime de transfer a datelor într-o reţea de arie largă având căi redundante, pe

bază informaţiilor pe care le deţine referitor la topologia şi starea reţelei.

95

Router ID Numele cu care este recunoscut un router într-o instanţă de protocol (OSPF). Poate fi o adresă ip

sau un nume setat de utilizator.

Rutare Este un termen folosit în reţele pentru a desemna procesul de alegere a caii prin care un pachet

este transmis între două reţele diferite.

Server Un echipament dintr-o reţea care asigură managementul resurselor reţelei. De exemplu un server

de fişiere este unul care permite tutror utilizatorilor de pe reţea să stocheze fişiere pe hard-ul sau.

Shielded Twested Pairs (STP) Cablu torsadat în pereche, ecranat, cu 4 perechi de fire.

Sniffer Soft Utilizat pentru analizarea pachetelor ce sunt schimbate între echipamentele din reţea

STDM (Statistical Time Division

Multiplexer)

Multiplexare statistica cu divizare în timp Reprezintă o variantă optimizată a TDM. Se aloca un

interval de timp pentru transmisie unui echipament, numai dacă acesta îl solicita.

Switch Echipament ce realizează comutarea cadrelor de date.

TCP (Transmission Control

Protocol)

Este un protocol (set de reguli) utilizat în transmisia de date, orientat pe conexiune care permite

ca un flux de octeţi, trimişi de pe o maşină să ajungă fără erori pe orice altă maşină din reţea.

TDM (Time Division Multiplexer) Multiplexare cu divizare în timp. Un interval de timp se divide în părţi egale, destinate fiecărui

echipament dintr-o reţea.

TELNET(Teletype network) Este un protocol ce permite stabilirea unei conexiuni virtuale, bidirecţionale între două

echipamente din reţea.

Token Reprezintă dreptul unui echipament de a transmite în reţea.

Topologie Organizarea fizică sau logică a legăturilor şi nodurilor într-o reţea.

TTL(Time To Live) Secţiune dintr-un PDU în care este stocat un număr ce va fi decrementat la fiecare trecere a

pachetului printr-un nod al reţelei

UDP (User Datagram Protocol) Cuprinde un set de reguli ce permite o, comunicare rapidă şi este utilizat în comunicaţiile unde

aceasta este mai importantă decât acurateţea transmisiei, aşa cum sunt aplicaţiile de transmitere a

sunetului şi imaginilor video.

Unshield Twested Pairs(UTP), Cablu cu perechi torsadate alcătuit din patru perechi de canductoare răsucite în scopul anulării

interferenţei electromagnetice ce cauzează diafonie.

USB (Universal Seriall Bus) Reprezintă o interfaţă fizică de reţea ce permite conectarea de echipamente în mod serial.

VLAN (Virtual LAN) Retela locală configurată în mod virtual.

VLSM (Variabilele Length Subnet

Masking)

Tehnologie ce permite renunţarea la modul de adresare pe clase de adrese (A,B,C), prin

utilizarea unei măşti de reţea variabile.

WDM (Wave Division Multiplexer) Multiplexare cu divizare în lungime de undă Se utilizează la transmisia prin fibră optică.

Informaţia pe care un calculator doreşte s-o transmită în reţea este transpusă în pulsuri de

radiaţie emise de diode LASER în domeniul 800nm-1200nm (infraroşu apropiat).

96

Bibliografie

1. V. Dobrota, Reţele digitale în telecomunicaţii. Volumul 3: OSI şi TCP/IP. Ediţia a II-a, Editura

Mediamira, Cluj-Napoca 2003,

2. Rughiniş Răzvan; Deaconescu Răzvan; Dobrescu Mihai; Iconaru Cristian, Administrarea

reţelelor locale, Editura Printech, Bucureşti, 2007,

3. Mihai Stanciu, Reţele de telecomunicaţii, Editura Electronica, 2008

4. Vasile Teodor Dădârlat, Computer Networks – from cabling to interconnections – (varianta in

limba română), Editura Albastră, 2002

5. Cisco Networking Academy, Network Fundamentals, CCNA Exploration Companion Guide

(Cisco Networking Academy Program)

6. Cisco Networking Academy, Routing Protocols and Concepts Version 4.0 English,

Exploration,CCNA2 (Cisco Networking Academy Program).

7. Cisco Networking Academy, Introduction to Cisco Networking Technologies and

Interconnecting Cisco Networking Devices, free eBook, number 640-801.

8. Cisco Networking Academy, Switching Basics and Intermediate Routing, CCNA3 Companion

Guide (Cisco Networking Academy Program)

9. http://www.ciscobible.net/archives/category/ccna/ccna-routing-and-switching/640-802-exam

10. http://www.cisco.com/en/US/docs/internetworking/case/studies/cs001.html

11. http://ham.elcom.pub.ro/diploma/index.html

12. Bereanu,C. Algoritmi şi complexitate, Reprografia Univ. Craiova,1998.

13. Cormen,T.;Leiserson,G.;Rivest,R., Introduction to Algorithms, Ediţia in lb. română, Editura

Computer Libris Agora, Cluj,2000

14. Catalin Dantes, Gabriel Vartopeanu - Managementul Ciclului de Proiect -Manual, BluePrint

International, Bucureşti, 2003

15. Mihai Manoloiu - Managementul Proiectelor , Note de curs.

16. Material suport pentru proiect – Managementul proiectelor, S.L. Catalin Alexe

17. GSPGrup, www.gspdrilling.com*

*Informaţiile prezentate în acest proiect, legate de firma GSP-Grup S.A., sunt confidenţiale şi nu

pot fi utilizate în nici un alt scop, în afara realizării acestui proiect. (ing. dr. Romulus Gearap,

GSPDrilling)