Reele de calculatoare Ediia a treia revizuit Andrew S. Tanenbaum Universitatea Vrijie Amsterdam, Olanda ACKRA 1998 Computer Press AGORA http://www.agora.ro

Traducere: Colectivul de coordonare: prof. dr. ing. Valentin Cristea prof. dr. ing. Irina A thanasiu prof. dr. ing. Eugenia Kalisz Colectivul de traductori: prof. dr. ing. N icolae Tpu prof. dr. ing. Trandafir Moisa ing. Vlad Vieru prep. ing. Anca Bucur as . ing. Gavril Godza as. ing. Bogdan Costinescu prep. ing. Bogdan Panghe prep. in g. Florin Teodorescu prep. ing. Andrei Rare as. ing. Ion Bica as. ing. Matei Rpean u prep. ing. Monica Dulgheru prep. ing. Monica Pietroanu ing. tefan Rusen ing. Flo rentina Popovici prep. ing. Mihaela ncu ing. Liviu Ristoscu Pregtire, design, produ cie: Adrian Pop Editat de Computer Press AGORA s.r.l., 1998 4300 Tg. Mure, Str. T. V ladimirescu 63/1, Tel: +40-(0)65-166516 Sub licen Prentice-Hall, Inc. dup: Computer Networks, 3rd ed. eAndrew S. Tanenbaum 1996 by Prentice-Hall PTR, Prentice-Hall, Inc., A Simon & Schuster Company, Upper Saddle River, New Jersey 07458 Tiprit n Romn ia, la INFOPRESS SA, 4150 Odorheiul Secuiesc, Str. Victoriei 12, Tel: +40-(0)66218283 ISBN:973-97706-3-0 Toate drepturile sunt rezervate. Nici o parte a acestei cri nu poate fi reprodus, nt r-o form sau printr-un mijloc oarecare, fr permisiunea scris a editorului. letan.

Reele de calculatoare Ediia a treia revizuit Pentni Suzanne, Barbara, Maivin, i micul Bram

Alte titluri de mare succes ale lui Andrew S. Tanenbaum: Sisteme de operare: proiectare i implementare, ediia a doua Acest text despre sisteme de operare, devenit clasic, este singura carte ce acop er att principiile sistemelor de operare ct i aplicaiile acestora la un sistem real. Sunt tratate n detaliu toate subiectele tradiionale legate de sistemele de operare . n plus, principiile sunt ilustrate cu grij de MINIX, un sistem de operare gratui t, de tip UNIX, pentru calculatoare personale. A doua ediie, care este ateptat la f inele lui 1996, se va ocupa de noul sistem MINIX 2.0, bazat pe POSIX. La fel ca prima ediie, cartea va conine un listing de cod surs MINIX. O noutate a ediiei a dou a este un CD-ROM gratuit pentru fiecare carte, CD-ROM ce conine sistemul MINIX co mplet (cod binar i surs). Sisteme de operare moderne Acest text de mare succes prezint fundamentele att pentru sistemele uniprocesor ct i pentru cele distribuite. Tanenbaum trateaz temele tradiionale ce cuprind procese, gestiunea memoriei i sisteme de fiiere, dar i probleme de baz ale sistemelor distri buite, incluznd modelul client-server. apelul de proceduri la distan, fire de contr ol al execuiei i sisteme de fiiere distribuite. Acest ghid practic folosete UNIX, MS -DOS, Mach i Amoeba pentru a ilustra conceptele sistemelor de operare. Sisteme de operare distribuite Acest text acoper conceptele fundamentale ale sistemelor de operare distribuite. Subiectele principale includ comunicaia i sincronizarea, procese i procesoare, memo rii comune distribuite, sisteme de fiiere distribuite, sau sisteme distribuite de timp real. Principiile calculului distribuit sunt ilustrate n patru studii de ca z detaliate ce folosesc Mach, Amoeba, Chorus i mediile de operare DCE. Organizarea structurat a calculatoarelor, ediia a treia Acest text fundamental abordeaz arhitectura calculatoarelor ca pe o serie de nive luri. La baz este hardware-ul: tranzistori, pori, registre, sumatoare i alte circui te. Apoi vine nivelul microprogramat. Mai sus, este nivelul mainii convenionale, c u instruciunile sale ADD, MOVE, JUMP i altele. Deasupra acestuia este sistemul de operare, care adaug faciliti noi cum sunt gestiunea fiierelor i memoria virtual. Ultim ul capitol se ocup cu dou probleme avansate: calculatoare paralele i proiectarea mai nilor RISC.

CUPRINS PREFAA 1. INTRODUCERE 1.1 UTILIZRILE REELELOR DE CALCULATOARE 3 1.1.1 1.1.2 1.1.3 Reele pentru firme 3 Ree le pentru oameni 4 Aspecte sociale 6 XV 1 1.2 HARDWARE-UL REELEI 7 1.2.1 1.2.2 1.2.3 1.2.4 Reele locale 8 Reele metropolitane 10 Reele larg rspndite geografic 11 Reele radio 13 1.3 PROGRAMELE DE REEA 15 1.3.1 1.3.2 1.3.3 1.3.4 1.3.5 1.3.6 Ierarhiile de proto coale 16 Probleme de proiectare a nivelurilor 19 Interfee i servicii 21 Servicii o rientate pe conexiuni i servicii fr conexiuni 22 Primitive de serviciu 23 Relaia din tre servicii i protocoale 25

vi CUPRINS 1.4 MODELE DE REFERIN 26 1.4.1 1.4.2 1.4.3 1.4.4 1.4.5 Modelul de referin OSI 26 Mod elul de referin TCP/IP 32 O comparaie ntre modelele de referin OSI i TCP 35 O critic odelului i protocoalelor OSI 37 O critic a modelului de referin TCP/IP 40 1.5 EXEMPLE DE REELE 41 1.5.1 1.5.2 1.5.3 1.5.4 1.5.5 Novell NetWare 41 ARPANET-u l 43 NSFNET 46 Internet-ul 48 Prototipuri gigabit 50 1.6 EXEMPLE DE SERVICII PENTRU COMUNICAII DE DATE 52 1.6.1 1.6.2 1.6.3 1.6.4 1.6. 5 SMDS - Serviciu de Date Comutat Multimegabit 52 Reele X.25 54 Retransmiterea ca drelor 55 ISDN de band larg i ATM 56 Comparaii ntre servicii 61 1.7 STANDARDIZAREA REELELOR 61 1.7.1 1.7.2 1.7.3 Who's Who n lumea telecomunicaiilo r 62 Who's Who n lumea standardelor internaionale 64 Who's Who n lumea standardelor Internet 65 1.8 RESTUL CRII N REZUMAT 66 1.9 REZUMAT 67 2. NIVELUL FIZIC 2.1 BAZELE TEORETICE ALE COMUNICRII DE DATE 71 2.1.1 2.1.2 2.1.2 2.2 Analiza Four ier 71 Semnalele limitate de banda de frecven 72 Viteza Maxim de Transfer de Date a unui Canal 75 71 MEDIUL DE TRANSMISIE 76

CUPRINS vii 2.2.1 2.2.2 2.2.3 2.2.4 2.2.5 Mediul Magnetic 76 Cablul Torsadat 76 Cablu Coaxial n Band de Baz 77 Cabluri coaxia le de band larg 78 Fibre optice 80 2.3 COMUNICAIILE FR FIR 86 2.3.1 2.3.2 2.3.3 2.3.4 2.3.5 2.4 Spectrul electromagnet ic 87 Transmisia radio 89 Transmisia prin microunde 90 Undele infraroii i milimetr ice 91 Transmisia de undelor luminoase 92 SISTEMUL TELEFONIC 93 2.4.1 2.4.2 2.4.3 2.4.4 2.4.5 Structura Sistemului Telefon ic 94 Politica din domeniul telefonic 97 Buclele locale 99 Trunchiuri i multiplex are 108 Comutarea 120 2.5 ISDN DE BANP LARG 128 2.5.1 2.5.2 2.5.3 2.5.4 Servicii ISDN 129 Arhitectura si stemului ISDN 129 Interfaa ISDN 131 Perspectivele N-ISDN 132 2.6 ISDN DE BAND LARG I ATM 133 2.6.1 2.6.2 2.6.3 Circuitele virtuale n comparaie cu circuitele comutate 133 Transmisia n reelele ATM 135 Comutatoare ATM 136 2.7 RADIO CELULAR 144 2.7.1 2.7.2 2.7.3 2.7.4 2.7.5 Sisteme pager 144 Telefoane fr fir 145 Telefoane celulare analogice 146 Telefoane celulare digitale 150 Servic ii de comunicaii personale 151 2.8 SATELII DE COMUNICAIE 152

viii CUPRINS 2.8.1 2.8.2 2.8.3 Satelii geosincroni 152 Satelii de joas altitudine 155 Satelii yersus Fibre Optice 1 56 2.9 REZUMAT 157 3. NIVELUL LEGTUR DE DATE 3.1.1 3.1.2 3.1.3 3.1.4 Servicii oferite nivelului reea 164 ncadrarea 166 Controlu l erorilor 169 Controlul fluxului 170 163 3.1 ASPECTE ALE PROIECTRII NIVELULUI LEGTUR DE DATE 163 3.2 DETECTAREA I CORECTAREA ERORILOR 170 3.2.1 3.2.2 Coduri corectoare de erori 1 71 Coduri detectoare de erori 173 3.3 PROTOCOALE ELEMENTARE PENTRU LEGTURA DE DATE 177 3.3.1 3.3.2 3.3.3 Un protoco l simplex fr restricii 180 Un protocol simplu Stop-and-Wait (pas-cu-pas) 182 Un pro tocol simplex pentru un canal cu zgomote 184 3.4 PROTOCOALE CU FEREASTR GLISANT 187 3.4.1 3.4.2 3.4.3 Un protocol cu fereastr gl isant de un bit 189 Un protocol de revenire cu n pai (Go Back n) 192 Un protocol c u repetare selectiv 197 3.5 SPECIFICAREA I VERIFICAREA PROTOCOALELOR 202 3.5.1 3.5.2 Modele de tip automa t finit 202 Modele de tip reea Petri 206 3.6 EXEMPLE DE PROTOCOALE ALE LEGTURII DE DATE 208 3.6.1 3.6.2 3.6.3 3.6.4 3.6.5 HDLC - Controlul de nivel nalt al legturii de date 208 Nivelul legtura de date n Int ernet 211 SLIP - Serial Line IP 212 PPP - Point-to-Point Protocol (protocol punc t-la-punct) 213 Nivelul legtura de date la ATM 217

CUPRINS ix 3.7 REZUMAT 220 4. SUBNIVELUL DE ACCES LA MEDIU 4.1 PROBLEMA ALOCRII CANALULUI 226 4.1.1 4.1.2 Alocarea static a canalului n reelele LAN i MAN 226 Alocarea dinamic a canalului n reelele LAN i MAN 227 225 4.2 PROTOCOALE CU ACCES MULTIPLU 228 4.2.1 4.2.2 4.2.3 4.2.4 4.2.5 4.2.6 4.2.7 A LOHA228 Protocoale cu acces multiplu i detecie de purttoare 232 Protocoale fr coliziu ni 235 Protocoale cu conflict limitat 237 Protocoale cu acces multiplu cu diviza rea frecvenei 240 Protocoale pentru reele LAN fr fir 243 Radioul celular digital 246 4.3 STANDARDUL IEEE 802 PENTRU LANURI I MAN-URI 255 4.3.1 4.3.2 4.3.3 4.3.4 4.3.5 4.3.6 Standardul IEEE 802.3 i ETHERNET 255 Standardul IEEE 802.4: LAN de tip jet on pe magistral 266 Standardul IEEE 802.5: LAN de tip jeton pe inel 271 Comparaie n tre 802.3, 802.4 i 802.5 278 Standardul IEEE 802.6: Magistral dual cu coad distribui t 279 Standardul IEEE 802.2: Controlul legturii logice 280 4.4 PUNI 282 4.4.1 4.4.2 4.4.3 4.4.4 4.4.5 Puni de la 802.x la 8O2.y 284 Puni trans parente 287 Puni cu dirijare de la surs 291 Compararea punilor 802 293 Puni aflate l a distan 294 4.5 LANURI DE MARE VITEZ 295 4.5.1 4.5.2 4.5.3 4.5.4 FDDI295 Ethernet rapid 298 H IPPI- Interfaa paralel de mare vitez 301 Canalul de fibr optic 302

x CUPRINS 4.6 REELE DE SATELII 303 4.6.1 4.6.2 4.6.3 4.6.4 4.6.5 Interogare 304 ALOH A.305 FDM306 TDM 306 CDMA 308 4.7 REZUMAT 309 5. NIVELUL REEA 5.1 CERINELE DE PROIECTARE ALE NIVELULUI REEA 315 5.1.1 5.1.2 5.1.3 Servicii furni zate nivelului transport 315 Organizarea intern a nivelului reea 318 Comparaie ntre subretele bazate pe circuite virtuale i datagrame 319 315 5.2 ALGORITMI DE DIRIJARE 321 5.2.1 5.2.2 5.2.3 5.2.4 5.2.5 5.2.6 5.2.7 5.2.8 5. 2.9 5.2.10 Principiul optimalitii 322 Dirijarea pe calea cea mai scurt 323 Inundare a 325 Dirijarea bazat pe flux 327 Dirijare cu vectori distan 329 Dirijarea folosind starea legturilor 333 Dirijare ierarhic 339 Dirijarea pentru calculatoare gazd mob ile 340 Dirijarea prin difuzare 343 Dirijarea cu trimitere multipl (multicast) 34 5 5.3 ALGORITMI PENTRU CONTROLUL CONGESTIEI 347 5.3.1 5.3.2 5.3.4 5.3.5 5.3.6 5.3. 7 5.3.8 5.3.9 Principii generale ale controlului congestiei 349 Politici pentru prevenirea congestiei 350 Specificarea fluxului 357 Controlul congestiei n subreel ele bazate pe circuite virtuale 358 Pachete de oc 359 mprtierea ncrcrii 363 Controlul luctuaiilor 364 Controlul congestiei la transmisia multicast 364 5.3.3 . Formarea traficului 352

CUPRINS xi 5.4 INTERCONECTAREA REELELOR 367 5.4.1 5.4.2 5.4.3 5.4.4 5.4.5 5.4.6 5.4.7 Prin c e difer reelele 370 Circuite virtuale concatenate 371 Interconectarea reelelor fr con exiuni 372 Trecerea prin tunel 374 Dirijarea n reele interconectate 375 Fragmentar ea 377 Ziduri de protecie 380 5.5 NIVELUL REEA N INTERNET 382 5.5.1 5.5.2 5.5.3 5.5.4 5.5.5 5.5.6 5.5.7 5.5.8 5. 5.9 5.5.10 Protocolul IP 383 Adrese IP 386 Subretele 387 Protocoale de control n Internet 389 Protocolul de dirijare folosit de porile interioare: OSPF 393 Protoc olul de dirijare pentru pori externe: BGP 398 Trimiterea multipl n Internet 399 IP mobil 400 CIDR - Dirijarea fr clase ntre domenii 402 IPv6 405 5.6 NIVELUL REEA N REELE ATM 416 5.6.1 5.6.2 5.6.3 5.6.4 5.6.5 5.6.6 5.6.7 5.6.8 Fo rmatele celulelor 417 Stabilirea conexiunii 419 Dirijarea i comutarea 421 Categor ii de servicii 424 Calitatea serviciului 426 Modelarea traficului i politici de t rafic 429 Controlul congestiei 433 LAN-uri ATM 436 5.7 REZUMAT 438 6. NIVELUL TRANSPORT 6.1 SERVICIILE OFERITE DE NIVELUL TRANSPORT 445 6.1.1 6.1.2 Servicii furnizate n ivelurilor superioare 445 Calitatea unui serviciu 447 445

xii 6.1.3 CUPRINS Primitivele serviciilor de transport 448 6.2 NOIUNI DE BAZ DESPRE PROTOCOALELE DE TRANSPORT 453 6.2.1 Adresarea 454 6.2.2 S tabilirea unei conexiuni 457 6.2.3 Eliberarea conexiunii 452 6.2.4 Controlul flu xului i memorarea temporar (buffering) 466 6.2.5 Multiplexarea 470 6.2.6 Refacerea dup cdere 471 63 UN PROTOCOL SIMPLU DE TRANSPORT 473 6.3.1 6.3.2 6.3.3 Primitivel e serviciului aies ca exemplu 473 Entitatea de transport aleas ca exemplu 475 Exe mplul vzut ca un automat finit 482 6A PROTOCOALE INTERNET DE TRANSPORT (TCP I UDP) 485 6.4. Modelul Serviciului TCP 4 85 6.4.2 Protocolul TCP 487 6.4.3 Antetul segmentului TCP 488 6.4.4 Administrare a conexiunii TCP 491 6.4.5 Politica TCP de Transmisie a datelor 495 O.^T.'iJ wsJiil.i'wiUi VVj-ilg^OLlwi Iii i ' v f T7O 6.4.7 6.4.8 6.4.9 Administrarea contorului de timp n TCP 504 UDP 504 TCP i UDP fr fir 504 5 PROTOCOALE AAL DE NIVEL ATM 506 6.5.1 Structura nivelului de adaotare ATM 508 ii. 6.5.2 AAL 1 509 6.5.3 AAL 2 510 6.5.4 AAL 3/4 511 6.5.5 AAL 5 514 6.5.6 6.5.7 O comparaie a protocoalelor AAL 515 SSCOP - protocol orientat pe cone xiuni, specific serviciului 516 6,6 ELEMENTE DE PERFORMAN 516 6.6.1 Probleme de performan n reelele de calculatoare 51 7 6.6.2 Msurarea performanelor reelei 519 6.6.3 Proiectarea de sistem pentru perfor mane superioare 522

CUPRINS 6.6.4 6.6.5 Prelucrarea rapid a TPDU-urilor 525 Protocoale pentru reele gi gabit 529 6.7 REZUMAT 532 \ NIVELUL APLICAIE 7.1 SECURITATEA REELEI 537 7.1.1 7.1.2 7.1.3 7.1.4 7.1.5 7.1.6 7.1.7 Criptografia tradiional 539 Dou principii criptografice fundamentale 545 Algoritmi cu Cheie Sec ret 546 Algoritmi cu Cheie Public 555 Protocoale de Autentificare 559 Semnturi Digi tale 570 \ Implicaii sociale 577 537 7.2 DNS - SISTEMUL NUMELOR DE DOMENII 577 7.2.1 Spaiul de nume DNS 578 7.2.2 nregi strri de resurse 580 7.2.3 Servere de nume 583 73 SNMP 7.3.1 7.3.2 7.3.3 7.3.4 7. 3.5 - PROTOCOL SIMPLU DE ADMINISTRARE A REELEI 585 Modelul SNMP 586 ASN.l - Notaia sintactic abstract 1 588 SMI - Structura informaiei de administrare 593 MIB - Baza de informaii de administrare 595 Protocolul SNMP 596 7.4 POTA ELECTRONIC 597 7.4.1 Arhitectur si servicii 598 7.4.2 Agentul utilizator 6 00 7.4.3 Formatele mesajelor 604 7.4.4 Transfer de mesaje 610 7.4.5 Confidenialit atea potei electronice 615 7.5 TIRI USENET 621 7.5.1 7.5.2 USENET din punctul de v edere al utilizatorului 621 Cum este implementat USENET 625

xiv CUPRINS 7.6 WORLD WIDE WEB 630 7.6.1 7.6.2 7.6.3 7.6.4 7.6.5 Aspectele privind clientul 631 Aspecte privind serverul 634 Scrierea unei pagini de Web n HTML 640 Java 654 Regsirea informaiilor pe Web 666 7.7 MULTIMEDIA 669 7.7.1 7.7.2 7.7.3 7.7.4 7.7.5 Audio 669 Video 672 Compresia d atelor 675 Video la Cerere 687 MBone - Coloana vertebral pentru trimitere multipl 699 7.8 REZUMAT 702 8. BIBLIOGRAFIE I RECOMANDRI DE LECTUR 8.1 SUGESTII PENTRU LECTURI VIITOARE 709 8.1.1 8.1.2 8.1.3 8.1.4 8.1.5 8.1.6 8.1.7 Lucrri introductive i generale 710 Nivel ul fizic 711 Nivelul legtur de date 712 Subnivelul de control al accesului la medi u 712 Nivelul reea 713 Nivelul transport 714 Nivelul aplicaiei 714 709 8.2 BIBLIOGRAFIE N ORDINE ALFABETIC 716 DICIONAR INDEX 737 761

PREFAA

Aceast carte este acum la a treia ediie. Fiecare ediie a corespuns unei etape difer ite n modul de utilizare a reelelor de calculatoare. Cnd a aprut prima ediie, n 1980, reelele erau o curiozitate academic. n 1988, cnd a aprut a doua ediie, reelele erau fo osite de universiti i de marile firme. Cnd a aprut a treia ediie n 1996, reelele de c ulatoare, n special Intemet-ul rspndit n ntreaga lume, au devenit o realitate zilnic p entru milioane de oameni. Mai mult, echipamentele i programele de reea s-au schimb at complet de cnd a aprut a doua ediie. n 1988, aproape toate reelele se bazau pe cab lul de cupru. Acum, multe se bazeaz pe fibr optic i comunicaie fr fir. Reelele partic re, cum este SNA, au devenit mult mai puin importante dect reelele publice, n specia l Internet-ul. Protocoalele OS1 au disprut n tcere i protocolul TCP/IP a devenit dom inant. De fapt, opernd att de multe schimbri, cartea a fost rescris aproape n ntregime . Dei Cap. 1 are aceeai funcie introductiv pe care o avea i n ediia a doua, cuprinsul fost complet revzut i actualizat. De exemplu, n loc de a centra cartea pe modelul OSI cu apte niveluri, se folosete un model hibrid cu cinci niveluri, introdus n Cap . 1. Dei acesta nu este identic cu modelul TCP/IP, principial este mult mai aprop iat de modelul TCP/IP dect de modelul OSI folosit n ediia a doua. De asemenea, noil e exemple funcionale folosite de la un capt la cellalt al crii - Internet-ul i reelele ATM - sunt prezentate aici, mpreun cu unele reele gigabit i alte reele rspndite. xv

xvi PREFA

n Cap. 2 accentul s-a mutat de la cablul de cupru la fibra optic i comunicaia fr fir, acestea fiind tehnologiile viitorului. n decada care a trecut, sistemul telefonic a devenit aproape n ntregime digital, astfel c o mare parte din materialul referit or la el a fost rescris, cu adugarea unui material nou despre ISDN de band larg. Or dinea discuiei despre nivelul legtur de date i subnivelul MAC a fost inversat, deoare ce experiena cu studenii a artat c ei neleg mai bine subnivelul MAC dup ce au studiat ivelul legtur de date. Exemplele de protocoale prezentate acolo au fost pstrate, de oarece s-au dovedit foarte populare, dar au fost rescrise n C. S-au adugat materia le noi despre nivelul legtur de date la Internet i ATM. Principiile subnivelului MA C din Cap. 4 au fost revizuite pentru a reflecta noile protocoale, incluznd multi plexarea cu divizarea lungimii de und, LAN-uri fr fir i radioul digital. Discuiile de spre puni au fost revizuite i s-a adugat o parte nou despre LAN-uri de mare vitez. Ce i mai muli dintre algoritmii de dirijare din Cap. 5 au fost nlocuii cu unii mai mod erni, incluznd dirijarea dup vectorul distanelor i dirijarea dup starea legturilor. Se ciunile despre controlul congestiei au fost refcute complet i materialul despre exe mplele practice, Internet i ATM, este n ntregime nou. Cap. 6 trateaz n continuare niv elul transport, dar i aici au avut loc schimbri importante, n primul rnd adugarea une i mari cantiti de material nou despre Internet, ATM i performanele reelei. Cap. 7, de spre nivelul aplicaie, este acum cel mai lung capitol din carte. Materialul despr e securitatea reelei i-a dublat lungimea i s-au adugat materiale noi despre DNS, SNM P, e-mail, USENET, World Wide Web, HTML, Java, multimedia, video la cerere i Mbon e. Dintre cele 395 de figuri din a treia ediie, 276 (70 la sut) sunt complet noi, iar unele dintre celelalte au fost revizuite. Dintre cele 370 de trimiteri la li teratura de specialitate, 281 (76 la sut) sunt la cri i articole care au aprut dup pub licarea ediiei a doua. Dintre acestea, peste 100 sunt la lucrri publicate numai n 1 995 i 1996. Prin urmare, probabil c 75 la sut din ntreaga carte este complet nou i pr in cele 25 de procente rmase au fost revizuite n amnunt. Deoarece aceasta este efec tiv o carte nou, coperta a fost redesena pentru a se evita confuzia cu ediia a doua. Crile despre calculatoare sunt pline de acronime. Cea de fa nu este o excepie. Cnd ve termina de citit aceast carte, toate cele ce urmeaz ar trebui s sune familiar: AAL , AMPS, ARP, ASN, ATM, BGP, CDMA, CDPD, CSMA, DQDB, DNS, FAQ, FDM, FTP, FTTC, FT TH, GSM, HDLC, HEC, HIPP, IAB, ICMP, IDEA, IETF, IPv6, ISO, ITU, LATA, MAC, MACA, MAN, MIB, MIME, NAP, NNTP, NSA, NSAP, OSI, OSPF, PCM, PCN, PCS, PEM, PGP, PPP, PSTN, PTT, PVC, QAM, RARP, RFC, RSA, SABME, SAP, SAR, SDH, SDLC, SHA, SMI, SNA, SNMP, SNRME, SPX, TCP, UDP, VHF, VLFS VSAT, WARC, WDM, WWV i WWW. Dar nu v ngrijorai . Fiecare va fi definit cu grij nainte de a fi utilizat.

PREFA xvii

Pentru a ajuta instructorii n folosirea acestei cri ca text pentru curs, autorul a pregtit trei materiale ajuttoare pentru predare: Un manual cu soluiile problemelor. Fiiere PostScript coninnd toate figurile (pentru producerea de transparente) Un si mulator (scris n C) pentru exemplele de protocoale din Cap. 3. Manualul cu soluii este disponibil la Prentice Hali (dar numai pentru instructori). Fiierul cu figur i i simulatorul sunt disponibile prin World Wide Web. Pentru a le obine, v rog s v ui tai la pagina personal a autorului: http:llwww.cs.vu.dhustj. Cartea a fost editat* n Times Roman, folosind Troff, care, dup toi aceti ani, este nc singura soluie posibil. Dei Troff nu este aa modern ca sistemele WYSIWYG, cititorul este invitat s compare calitatea acestei cri cu alte cri produse de sisteme WYSIWYG. Singura concesie pe ca re am fcut-o PC-urilor i editrii cu ajutorul calculatoarelor personale este c, pentr u prima dat, figurile au fost produse folosind Adobe Illustrator, n loc s fie desen ate pe hrtie. De asemenea, pentru prima dat, cartea a fost produs n ntregime electron ic. Rezultatul PostScript de la Troff a fost trimis prin Internet la tipografie unde s-a realizat filmul pentru producerea matrielor. Nici o copie intermediar pe hrtie nu a fost tiprit i fotografiat, aa cum se face n mod normal. Multe persoane m-au ajutat n timpul lucrului la a treia ediie. A dori n mod deosebit s-mi exprim mulumiril e ctre Chase Bailey, Saniya Ben Hassen, Nathaniel Borenstein, Ron Cocchi, Dave Cr ocker, Wiebren de Jonge, Cari Ellison, M. Rasit Eskicioglu, John Evans, Mario Ge rla, Mike Goguen, Paul Green, Dick Grune, Wayne Hathaway, Franz Hauck, Jack Holt zman, Gerard Holtzmann, Philip Homburg, Peter Honeyman, Raj Jain, Dave Johnson, Charie Kaufman, Vinary Kumar, Jorg Liebeherr, Paul Mockapetris, Carol Orange, Cra ig Partridge, Charlie Perkins, Thomas Powell, Greg Sharp, Arme Steegstra, George Swallow, Mark Taylor, Peter van der Linden, Hans van Staveren, Maarten van Stee n, Kees Verstoep, Stephen Walters, Michael Weintraub, Joseph Wilkes i Stephen Wol ff. Mulumiri speciale Radiei Perlman pentru multe sugestii utile. Studenii mei au ajutat i ei n multe moduri. A dori s-i evideniez pe Martijn Bot, Wibert de Graaf, Fla vio del Porno i Amold de Wit pentru asistena acordat. Editorul meu de la Prentice H ali, Mary Franz m-a aprovizionat cu mai multe materiale pentru citit dect am cons umat n cei 10 ani anteriori. Ea mi-a fost de asemenea de ajutor n numeroase alte f eluri, mici, medii, mari i colosale. Editorul meu de producie, Camille Trentacoste , m-a nvat despre oameni de zpad, cldiri cu 8 etaje, fax [sic] i alte articole importa te, n timp ce executa servicii utile si se confrunta cu un Autor Nzuros si un orar ncrcat. n sfrit, am ajuns la persoanele cele mai importante. Suzanne, Barbara, Marvi n i chiar i micul Bram au mai trecut prin aceast procedur nainte. Au suportat-o cu in finit rbdare i cu mare amabilitate. Le mulumesc. ANDREW S. TANENBAUM * este vorba de ediia original, publicat la Prentice-Hall International, Inc. (n.t. )

INTRODUCERE Fiecare din ultimele trei secole a fost dominat de o anumit tehnologie. Secolul a l XVIII-lea a fost secolul marilor sisteme mecanice care au nsoit Revoluia Industri al. Secolul al XlX-lea a nsemnat era mainilor cu aburi. In secolul XX, tehnologia c heie este legat de colectarea, prelucrarea i distribuirea informaiei. Printre alte realizri, am asistat la instalarea reelelor telefonice mondiale, la invenia radioul ui i a televiziunii, la naterea i creterea nemaivzut a industriei de calculatoare i la lansarea sateliilor de comunicaii. Datorit progresului tehnologic rapid, aceste dom enii converg n ritm alert, iar diferenele ntre colectarea, transportul, stocarea i p relucrarea informaiei dispar pe zi ce trece. Organizaii cu sute de birouri rspndite pe o arie geografic larg se ateapt s poat examina n mod curent printr-o simpl apsare uton chiar i echipamentele lor cele mai ndeprtate. Pe msur ce posibilitile noastre de colecta, prelucra i distribui informaia cresc tot mai mult, cererea pentru o prel ucrarea i mai sofisticat a informaiei crete i mai rapid. Dei industria de calculatoare este tnr n comparaie cu alte industrii (de exemplu, construcia de automobile i transp rtul aerian), domeniul calculatoarelor a cunoscut un progres spectaculos ntr-un t imp scurt. In primele decenii de existen sistemele de calcul erau foarte centraliz ate, de obicei n interiorul unei singure ncperi. Adesea, aceast ncpere avea perei de s icl prin care vizitatorii se puteau holba la marea minune electronic dinuntru. O co mpanie de mrime mijlocie sau o universitate ar fi putut avea unul sau dou calculat oare, n timp ce instituiile mari aveau cel mult cteva zeci. Ideea c n mai puin de 20 d e ani calculatoare la fel de puternice, mai mici dect un timbru potal, vor fi prod use pe scar larg n milioane de exemplare prea desprins dintr-un scenariu tiinifico-fan astic.

2 INTRODUCERE CAP. 1

ntreptrunderea dintre domeniul calculatoarelor i cel al comunicaiilor a avut o influ en profund asupra modului n care sunt organizate sistemele de calcul. Conceptul de ce ntru de calcul" - n accepiunea sa de camer unde exist un calculator mare la care uti lizatorii vin s-i ruleze programele - este total depit. Vechiul model al unui singur calculator care servete problemelor de calcul ale organizaiei a fost nlocuit de un model n care munca este fcut de un numr mare de calculatoare separate, dar intercon ectate. Aceste sisteme se numesc reele de calculatoare. Proiectarea i organizarea acestor reele reprezint subiectul acestei cri. Pe parcursul crii vom folosi termenul r a de calculatoare" pentru a desemna o colecie interconectat de calculatoare autono me. Se spune despre dou calculatoare c sunt interconectate dac sunt capabile s schim be informaie ntre ele. Conectarea nu se face neaprat printr-un cablu de cupru; pot fi folosite n acest scop fibre optice, microunde sau satelii de comunicaii. Impunnd calculatoarelor cerina de a fi autonome, dorim s excludem din definiia noastr sistem ele n care exist o relaie clar de tip master/slave. Dac un calculator poate s porneasc s opreasc sau s controleze n mod forat un altul, atunci calculatoarele nu sunt auton ome. Un sistem cu o unitate de control i mai multe uniti aservite nu este o reea; aa cum nu este o reea nici un calculator mare cu imprimante i terminale aflate la dis tan. n literatura de specialitate, se face deseori confuzie ntre o reea de calculatoa re i un sistem distribuit. Deosebirea esenial este c, ntr-un sistem distribuit, exist ena mai multor calculatoare autonome e transparent pentru utilizator. Acesta poate tasta o comand pentru a executa un program i programul se va executa. Este sarcin a sistemului de operare s aleag procesorul cel mai potrivit, apoi s gseasc i s transfe e toate fiierele de intrare ctre respectivul procesor i s depun rezultatele n locul co respunztor. Cu alte cuvinte, utilizatorul unui sistem distribuit nu este contient c exist mai multe procesoare; sistemul arat ca un singur procesor virtual. Alocarea lucrrilor pe procesoare i a fiierelor pe discuri, transferul de fiiere ntre locul un de ele sunt stocate i locul unde sunt necesare, orice alt funcie de sistem - toate acestea trebuie s se execute automat. ntr-o reea, utilizatorii trebuie s se conectez e explicit la o anumit main, s comande explicit execuia proceselor la distan, s trans e explicit fiierele i, n general, s personalizeze toat administrarea reelei. ntr-un si tem distribuit nu este nimic de fcut n mod explicit; totul este realizat automat d e ctre sistem, fr cunotina utilizatorilor. De fapt, un sistem distribuit este un sist em de programe construit peste o reea. Programele asigur reelei un grad mare de coe ziune i transparen. De aceea, diferena major ntre o reea i un sistem distribuit nu ap la nivel de echipamente, ci de programe (n special la nivelul sistemului de oper are). Nu mai puin adevrat este faptul c ntre cele dou subiecte exist o suprapunere con siderabil. De exemplu, att sistemele distribuite ct i reelele de calculatoare au nevo ie s transfere fiiere. Diferena se refer la cine invoc transferul: sistemul sau utili zatorul. Dei aceast carte are n vedere n primul rnd reelele, multe din subiectele abor date sunt importante i n sistemele distribuite. Pentru mai multe informaii despre s istemele distribuite, a se vedea (Coulouris .a., 1994; Mullender, 1993; i Tanenbau m, 1995).

SEC. 1.1 UTILIZRILE REELELOR DE CALCULATOARE 3 1.1 UTILIZRILE REELELOR DE CALCULATOARE nainte de examinarea n detaliu a problemelor tehnice, merit s artm de ce sunt oamenii interesai de reelele de calculatoare i la ce pot fi ele folosite. 1.1.1 Reele pentru firme

Multe organizaii dispun de un numr semnificativ de calculatoare, aflate deseori ia distan unul de altul. De exemplu, o firm cu multe fabrici poate avea n fiecare unit ate de producie cte un calculator pe care se ine evidena inventarului, se monitorize az productivitatea i se calculeaz salariile angajailor. La nceput, fiecare din aceste calculatoare putea lucra izolat de celelalte, dar, la un moment dat, managerii au decis s le conecteze ntre ele pentru a putea extrage i corela informaii despre ntr eaga firm. n termeni mai generali, subiectul se refer la mprirea resurselor, iar scopu l este de a face toate programele, echipamentele i n special datele disponibile pe ntru oricine din reea, indiferent de localizarea fizic a resursei i a utilizatorulu i. Cu alte cuvinte, simplul fapt c un utilizator se ntmpl s fie la 1000 km distan de d tele sale nu trebuie s l mpiedice s foloseasc respectivele date ca i cum ele ar fi loc ale. Acest obiectiv poate fi sintetizat spunnd c reprezint o ncercare de a distruge t irania geografiei". Un al doilea scop este asigurarea unei fiabiliti mari prin acc esul ia mai multe echipamente de stocare alternative. De exemplu, fiierele pot fi copiate pe dou sau trei maini, astfel nct, dac una din ele nu este disponibil (datori t unei defeciuni hardware), pot fi utilizate celelalte copii. n plus, prezena mai mu ltor procesoare nseamn c, dac un procesor se defecteaz, celelalte pot s preia i s duc bun sfrit, fie i cu performane reduse, activitatea respectivului procesor. Pentru do meniile militar i bancar, controlul traficului aerian, sigurana reactoarelor nucle are i multe alte asemenea aplicaii, posibilitatea de a nu ntrerupe operarea unor ec hipamente n eventualitatea unor probleme hardware este de maxim importan. Maina ciien Procesul | client " ] Maina server Procesu v j ! \ , - Reea 1 1 Cerere Rspuns_____ y / Fig. 1-1. Modelul client-server. Un alt scop este economisirea banilor. Calculat oarele mici au un raport pre/calitate mult mai bun dect cele mari. Sistemele mari de calcul (calculatoare de mrimea unei camere) sunt cam de zece ori mai rapide de ct calculatoarele personale, dar cost de o mie de ori mai mult. Acest dezechilibru i-a determinat pe muli proiectani s construiasc sisteme formate din calculatoare

4 INTRODUCERE CAP. 1

personale, cte unul pentru fiecare utilizator, datele din reea fiind pstrate pe unu l sau mai multe servere de fiiere partajate. In acest model utilizatorii sunt num ii clieni, iar ntregul aranjament poart numele de model client-server. Acest model e ste ilustrat n Fig. 1-1. n modelul client-server comunicarea ia, n general, forma u nui mesaj de cerere prin care clientul solicit serverului executarea unei anumite aciuni. Serverul execut cererea i trimite rspunsul napoi clientului. n mod uzual exis t un numr mare de clieni i un numr mic de servere. Un alt scop al conectrii n reele e scalabilitatea: posibilitatea ca, odat cu volumul de munc, s creasc treptat i perfor mana sistemului prin adugarea de noi procesoare. n cazul sistemelor mari de calcul centralizate, atunci cnd sistemul este ncrcat el trebuie nlocuit cu un sistem mai ma re, operaie ce presupune de obicei costuri mari i multe neplceri pentru utilizatori , n modelul client-server pot fi adugai clieni i servere noi pe msur ce este nevoie de ei. n sfrit, punerea n funciune a unei reele de calculatoare servete i unui scop care are de-a face aproape deloc cu tehnologia. O reea de calculatoare poate furniza un mediu de comunicare puternic ntre angajai aflai la mare deprtare unii de alii. Fol osind o reea, este uor ca dou sau mai multe persoane care triesc n locuri diferite s s crie mpreun un raport. Cnd un angajat schimb ceva ntr-un document din reea, ceilali po vedea schimbarea imediat, fr a mai atepta cteva zile o scrisoare n acest scop. Coope rarea ntre grupuri de oameni aflai la distane mari unii fa de alii - un lucru imposibi l nainte - devine n acest fel simpl. Pe termen lung, utilizarea reelelor pentru a as igura comunicarea interuman se va dovedi, probabil, mai important dect scopuri tehn ice de genul creterii fiabilitii. 1.1.2 Reele pentru oameni Motivaiile prezentate mai sus pentru construirea reelelor de calculatoare au o natur esenial economic i tehnol ogic. Dac ar fi disponibile la preuri acceptabile sisteme de calcul suficient de ma ri i de puternice, atunci majoritatea firmelor ar decide pur i simplu s i pstreze date le pe acestea i s pun la dispoziia angajailor terminale conectate la ele. n anii 70 i a nceputul anilor '80, cele mai multe companii lucrau n acest mod. Reelele de calcu latoare au devenit populare abia cnd reelele formate din calculatoare personale au oferit un uria avantaj pre/performan asupra sistemelor mari de calcul. n anii 1990, reelele de calculatoare au nceput s furnizeze servicii la domiciliu pentru persoane particulare. Aceste servicii, ca i motivele pentru care sunt folosite, se deoseb esc n mare msur de modelul eficienei colective" descris n seciunea precedent. Vom sco acum n eviden trei dintre cele mai fascinante lucruri care au nceput s se petreac: 1. Accesul la informaie de la distan. 2. Comunicaiile interpersonale. 3. Divertismentu l interactiv. Accesul informaiei la distan va lua forme multiple. O aplicaie deja ac tual privete accesul la instituii financiare. Muli oameni i pltesc electronic taxele dministreaz electronic conturile bancare i investiiile. A devenit de asemenea popul ar practica de a face cumprturi de

SEC. 1.1 UTILIZRILE REELELOR DE CALCULATOARE 5

la domiciliu, cu posibilitatea de a inspecta cataloagele on-line a mii de firme. Unele din aceste cataloage vor permite curnd ca, printr-un simplu clic pe numele oricrui produs, s vizionm imediat o prezentare video a produsului respectiv. Presa va fi disponibil n direct i va fi personalizat. Va fi posibil s comunici unui ziar c te intereseaz tot ce este legat de politicieni corupi, incendii, scandaluri n lumea celebritilor i epidemii, n schimb fotbal - nu, mulumesc. Noaptea, n timp ce dormi, zi arul va fi adus pe discul calculatorului tu sau va fi tiprit pe imprimanta ta lase r. Pe o scar restrns acest serviciu exist deja. Urmtorul pas dup ziare (plus reviste i publicaii tiinifice) este biblioteca digital n direct. n funcie de costul, mrimea i atea calculatoarelor blocnotes, crile tiprite ar putea s devin simboluri ale trecutul ui. Scepticii ar trebui s ia aminte la efectul pe care tiparul 1-a avut asupra ma nuscriselor medievale. O alt aplicaie din aceast categorie este accesul la sisteme de informaii similare actualului World Wide Web. Web-ul conine informaii despre art e, afaceri, gtit, politic, sntate, istorie, hobby-uri, recreere, tiin, sport, cltori lte alte domenii prea numeroase chiar i pentru a fi doar menionate. Toate aceste a plicaii presupun interaciuni ntre o persoan i o baz de date aflat la distan. O a dou egorie larg de utilizri ale reelei se va referi la interaciunile ntre persoane - este vorba n primul rnd de replica secolului XXI la telefonul din secolul al XlX-lea. Pota electronic, sau e-mail-ul, este deja folosit frecvent de milioane de oameni i, n scurt timp, va conine n mod A

curent, pe lng text, secvene audio i video. In schimb, va dura ceva mai mult pn cnd se va pune la punct nglobarea mirosului n mesaje. Pota electronic n timp real va permite utilizatorilor aflai la distan s comunice fr nici o ntrziere, fiind posibil eventual iar s se vad i s se aud unul pe cellalt. Aceast tehnologie face posibile ntlnirile v le, numite videoconferine, ntre oameni care se gsesc n diferite locuri pe glob. Se s pune uneori c are loc o competiie ntre transport i comunicaii, iar ctigtorul, indifer cine va fi, va prelua i rolul jucat pn acum de ctre domeniul nvins, ntlnirile virtual ar putea fi folosite pentru educaie la distan, pentru a cere sfaturi medicale de l a specialiti aflai la deprtare i pentru alte numeroase aplicaii. Grupurile de interes e de pe tot globul, cu discuii privind orice subiect imaginabil, fac deja parte d in realitatea cotidian a unei anumite categorii de persoane, iar aceast categorie va crete pn la dimensiunile ntregii omeniri. Discuiile, n care o persoan trimite un me aj i toi ceilali abonai ai grupului de interes pot s-1 citeasc, se deruleaz n toate s urile posibile, putnd fi la fel de bine extrem de amuzante sau de ptimae. A treia c ategorie avut n vedere este divertismentul, care reprezint o industrie uria, n continu cretere. n acest domeniu aplicaia de cel mai mare succes (cea care poate s influeneze tot restul) se numete video la cerere. Este plauzibil ca peste vreo zece ani s pu tem selecta orice film sau program de televiziune realizat vreodat n orice ar i acest a s fie disponibil pe ecranul nostru imediat. Filmele noi ar putea deveni interac tive: spectatorul ar fi ntrebat n anumite momente ce continuare a povestirii alege (s-1 ucid MacBeth pe Duncan sau s atepte o ocazie mai bun?), fiind prevzute scenarii alternative pentru toate cazurile. De asemenea, televiziunea n direct s-ar putea desfura interactiv, cu telespectatori care particip la concursuri, care aleg ctigtorul dintre concurenii preferai i aa mai departe. Pe de alt parte, poate c nu sistemul de video la cerere, ci jocurile vor reprezenta aplicaia de maxim succes. Exist deja j ocuri pentru mai multe persoane cu simulare n timp real, de exemplu

6 INTRODUCERE CAP. 1

v-ai ascunsea ntr-o nchisoare virtual sau simulatoare de zbor n care juctorii unei ech ipe ncearc s-i doboare pe cei din echipa advers. Dac animaia este tridimensional, n t real i de calitate fotografic, atunci avem un fel de realitate virtual global i part ajat. Pe scurt, posibilitatea combinrii de informaii, comunicare i divertisment va d a natere, cu siguran, unei uriae industrii noi, bazat pe reelele de calculatoare. 1.1. 3 Aspecte sociale

Introducerea pe scar larg a reelelor va ridica noi probleme sociale, etice i politic e (Laudon, 1995). Vom meniona pe scurt cteva dintre ele; un studiu exhaustiv ar ne cesita cel puin o carte. O aplicaie popular a multor reele sunt grupurile de interes e sau sistemele de informare n reea (BBS-urile), unde oamenii pot schimba mesaje c u persoane avnd preocupri similare. Atta vreme ct este vorba de subiecte tehnice sau de pasiuni precum grdinritul, nu sunt motive s apar multe probleme. Problemele se i vesc n cazul grupurilor de interese care iau n discuie subiecte delicate sau extrem de disputate, cum ar fi politica, religia sau sexul. Atitudinile exprimate n cad rul acestor grupuri pot fi considerate ofensatoare de ctre anumii oameni. Mai mult chiar, nu este obligatoriu ca mesajele s se limiteze la text. Fotografii color d e nalt rezoluie i chiar scurte clipuri video pot fi acum transmise cu uurin prin reel de calculatoare. Unii oameni au o atitudine neutr (triete i las-m s triesc"), dar a nsider c trimiterea anumitor materiale (de exemplu, pornografia n care sunt implicai copii) este pur i simplu inacceptabil. Din aceast cauz, dezbaterea este foarte apri ns. Unii oameni au dat n judecat operatori de reea, pretinznd c ei sunt responsabili p entru informaia care circul, exact ca n cazul ziarelor i revistelor. Rspunsul inevita bil este c reeaua e ca o companie de telefoane sau ca un oficiu potal i nu poate con trola ceea ce discut utilizatorii si. Mai mult chiar, dac operatorii reelei ar cenzu ra mesajele, atunci probabil c ei ar putea terge orice fr a exista nici cea mai mic p osibilitate de a-i da n judecat, nclcnd astfel dreptul utilizatorilor la exprimare li ber. Nu este, probabil, hazardat s afirmm c aceast dezbatere va continua mult timp. O alt disput animat are n atenie drepturile angajailor n raport cu drepturile patronilo . Multe persoane citesc i scriu pot electronic la serviciu. Directorii unor firme au pretins c ar avea dreptul s citeasc i eventual s cenzureze mesajele angajailor, inclu siv mesajele trimise dup orele de lucru de la terminalele de acas. Numai c nu toi an gajaii agreeaz aceast idee (Sipior i Ward, 1995). Dar chiar admind c directorii au o a tfel de putere asupra angajailor, exist o relaie similar si ntre universiti si studen Dar ntre licee si elevi? n 1994 Universitatea Carneeie-Mellon a hotrt s blocheze mesa jele care veneau de la grupuri de interese legate de sex pe motivul c materialele nu erau potrivite pentru minori (adic pentru cei civa studeni care nu aveau nc 18 ani ). Disputa izvort din aceast decizie va dura ani ntregi. Reelele de calculatoare ofer posibilitatea de a trimite mesaje anonime. In anumite situaii aa ceva este de dori t. De exemplu, reprezint un mijloc pentru studeni, soldai, angajai, ceteni de a trage un semnal de alarm - fr team de represalii - n cazul comportamentului ilegal al profe sorilor, ofierilor, directorilor sau politicienilor. Pe de alt parte, n Statele Uni te i n

SEC. 1.2 HARDWARE-UL REELEI majoritatea democraiilor, legea asigur n mod explicit dreptul unei persoane acuzate de a-i chema acuzatorul n faa Curii. Acuzaiile anonime nu pot servi drept prob. Pe sc urt, reelele de calculatoare, asemenea industriei tipografice cu 500 de ani n urm, permit cetenilor obinuii s-i lanseze opiniile prin mijloace diferite i ctre audiene ite fa de cele de pn acum. Aceast libertate nou descoperit aduce cu ea probleme nerezo lvate de ordin social, politic i moral. Soluia acestor probleme este lsat cititorulu i drept exerciiu. 1.2 HARDWARE-UL REELEI

A venit acum timpul s ne ndreptm atenia de la aplicaiile i problemele sociale ale inte rconectrii la aspectele tehnice care intervin n proiectarea reelelor. Dei nu exist o taxonomie general acceptat n care pot fi ncadrate toate reelele de calculatoare, sun t extrem de importante dou criterii: tehnologia de transmisie i scara la care oper eaz reeaua. Vom examina pe rnd fiecare din aceste aspecte. n principal exist dou tipur i de tehnologii de transmisie: 1. Reele cu difuzare. 2. Reele punct-la-punct. Reele le cu difuzare au un singur canal de comunicaii care este partajat de toate mainil e din reea. Orice main poate trimite mesaje scurte, numite n anumite contexte pachet e, care sunt primite de toate celelalte maini. Un cmp de adres din pachet specific m aina creia i este adresat pachetul. La recepionarea unui pachet, o main controleaz cm de adres. Dac pachetul i este adresat, maina 11 prelucreaz; dac este trimis pentru o alt main, pachetul este ignorat. S considerm, ca analogie, c cineva se afl la captul i coridor cu multe ncperi i strig Watson, vino aici: Am nevoie de tine." Dei pachetul poate fi primit (auzit) de mult lume, numai Watson va rspunde. Ceilali pur i simplu l ignor. Un alt exemplu ar fi un aeroport unde se anun c toi pasagerii zborului 644 su nt rugai s se prezinte la poarta 12. Distana ntre procesoare 0.1 m 1m 10 m 100 m 1 k m 10 km 100 km 1,000 km 10,000 km Procesoare situate n aceeai Piac de circuite j Si stem Camer Cldire Campus Ora Tar Continent Planet Reea de larg rspndire geografic i t-ui Reea metropolitan Reea iocai ! Exempu Main de tip flux de date Muiticalculator Fig. 1-2. Clasificarea procesoarelor interconectate n funcie de distan.

8 INTRODUCERE CAP. 1

Sistemele cu difuzare permit n general i adresarea unui pachet ctre toate destinaiil e, prin folosirea unui cod special n cmpul de adres. Un pachet transmis cu acest co d este primit i prelucrat de toate mainile din reea. Acest mod de operare se numete difuzare. Unele sisteme cu difuzare suport de asemenea transmisia la un subset de maini, operaie cunoscut sub numele de trimitere multipl. Una din schemele posibile este s se rezerve un bit pentru a indica trimiterea multipl. Restul de n -1 bii de adres pot forma un numr de grup. O main se poate abona" la orice grup sau la toate gr upurile. Un pachet trimis unui anumit grup va ajunge la toate mainile abonate la grupul respectiv. Prin contrast, reelele punct-la-punct dispun de numeroase conex iuni ntre perechi de maini individuale. Pentru a ajunge de la surs la destinaie pe o reea de acest tip, un pachet s-ar putea s fie nevoit s treac prin una sau mai multe maini intermediare. Deseori sunt posibile trasee multiple, de diferite lungimi, de aceea algoritmii de dirijare joac n reelele punct-la-punct un rol important. Ca o regul general (dei exist numeroase excepii), reelele mai mici, localizate geografic, tind s utilizeze difuzarea, n timp ce reelele mai mari sunt de obicei punct-la-pun ct. Un criteriu alternativ pentru clasificarea reelelor este mrimea lor. n Fig. 1-2 este prezentat o clasificare a sistemelor cu procesoare multiple dup mrimea lor fi zic. Prima categorie o reprezint mainile de tip flux de date, calculatoare cu grad ridicat de paralelism dispunnd de mai multe uniti funcionale care lucreaz la acelai pr ogram. Urmeaz apoi multicalculatoarele, sisteme care comunic transmind mesaje pe mag istrale foarte scurte i foarte rapide. Dincolo de multicalculatoare sunt adevratel e reele, calculatoare care comunic prin schimbul de mesaje pe cabluri mai lungi. A cestea pot fi mprite n reele locale, reele metropolitane i reele larg rspndite geog sfrit, prin conectoreajajdQu sau mai .multe. rejtele rezul_o inter-reea. Internet-ul este un exemplu bine cunoscut de inter-reea. Distana este un criteriu de clasifica re important, pentru c, la scri diferite, sunt folosite tehnici diferite. n aceast c arte ne vom ocupa numai de reelele adevrate i de interconectarea lor. Prezentm mai j os o scurt introduce n subiectul echipamentelor de reea. 1.2.1 Reele locale Reelele l ocale (Local Area Networks), denumite n general LAN-uri, sunt reele private locali zate ntr-o singur cldire sau ntr-un campus de cel mult civa kilometri. Ele sunt frecve nt utilizate pentru a conecta calculatoarele personale i staiile de lucru din biro urile companiilor i fabricilor, n scopul de a partaja resurse (imprimante, de exem plu) i de a schimba informaii. LANurile se disting de alte tipuri de reele prin tre i caracteristici: (1) mrime, (2) tehnologie de transmisie i (3) topologie. LAN-uri le au dimensiuni restrnse, ceea ce nseamn c timpul de transmisie n cazul cel mai defa vorabil este limitat i cunoscut dinainte. Cunoscnd aceast limit, este posibil s utili zm anumite tehnici de proiectare care altfel nu ar fi fost posibile. Totodat, se s implific administrarea reelei. LAN-urile utilizeaz frecvent o tehnologie de transmi sie care const dintr-un singur cablu la care sunt ataate toate mainile, aa cum erau odat cablurile telefonice comune n zonele rurale. LAN-urile tradiionale funcioneaz la viteze cuprinse ntre 10 i 100 Mbps, au ntrzieri mici (zeci de microsecunde) i produc erori foarte puine. LAN-urile mai noi pot opera la viteze mai mari, pn la sute de megabii/sec. n aceast carte vom pstra tradiia i

SEC. 1.2 HARDWARE-UL REELEI vom msura vitezele de transmisie pe linii n megabii/sec (Mbps), nu n megabytes/sec 3 0 (MB/sec). Un megabit reprezint 1,000,000 bii, nu 1,048,576 (2 ) bii. -Calcuiator 'Cablu (a) Calculator (b)

Fig. 1-3. Dou reele cu difuzare, (a) Magistral, (b) Inel. Pentru LAN-urile cu difuz are sunt posibile diverse topologii^ Figura 1-3 prezint dou dintre ele. ntr-o reea c u magistral (cu cablu liniar), n fiecare moment una dintre maini este mater i are dre ptul s transmit. Restul mainilor nu pot transmite. Cnd dou sau mai multe maini vor s t ansmit simultan, este necesar un mecanism de arbitrare. Mecanismul de arbitrare p oate fi centralizat sau distribuit. De exemplu, IEEE 802.3, popular num'it Ethern et , este o reea cu difuzare bazat pe magistral cu control descentralizat, lucrnd la 10 sau 100 Mbps. Calculatoarele dintr-un Ethernet pot transmite oricnd doresc; d ac dou sau mai multe pachete se ciocnesc, fiecare calculator ateapt o perioad de timp aleatorie i apoi ncearc din nou. Un al doilea tip de reea cu difuzare este reeaua n i nel. ntr-un inel fiecare bit se propag independent de ceilali, fr s atepte restul pach tului cruia i aparine. n mod tipic, fiecare bit navigheaz pe circumferina ntregului in l ntr-un interval de timp n care se transmit doar civa bii, de multe ori nainte chiar ca ntregul pachet s fi fost transmis. Ca n orice alt sistem cu difuzare, este nevoi e de o regul pentru a arbitra accesele simultane la inel. Pentru aceasta se utili zeaz diferite metode, care vor fi discutate n carte mai trziu. IEEE 802.5 (inelul c u jeton de la IBM) este un LAN popular de tip inel, care opereaz la 4 i la 16 Mbps . Reelele cu difuzare pot fi n continuare mprite n staticei dinamice, n funcie de mo e alocare al canalului. O metod tipic de alocare static ar fi s divizm timpul n interv ale discrete i s rulm un algoritm round-robin, lsnd fiecare main s emit numai atunci vine rndul. Alocarea static irosete capacitatea canalului atunci cnd o main nu are nim ic de transmis n cuanta de timp care i-a fost alocat, astfel c majoritatea sistemel or ncearc s aloce canalul dinamic (la cerere). Metodele de alocare dinamic pentru un canal comun sunt fie centralizate, fie descentralizate. n cazul metodei centrali zate de alocare a canalului exist o singur entitate, de pild o unitate de arbitrare a magistralei, care determin cine urmeaz la rnd. Poate face acest lucru acceptnd ce reri i lund o decizie conform unui algoritm intern. n cazul metodei descentralizate de alocare a canalului nu exist o entitate central; fiecare main trebuie s hotrasc pe tru ea nsi dac s

INTRODUCERE CAP. 1

transmit sau nu. S-ar putea crede c n acest fel se ajunge totdeauna la haos, dar lu crurile nu stau aa. Vom studia mai trziu numeroi algoritmi proiectai s refac ordinea d intr-un potenial haos. Cellalt tip de LAN-uri este construit cu linii punct-la-pun ct. Liniile individuale leag o main specificat cu o alt main specificat. Un astfel de A N reprezint o reea larg rspndit geografic n miniatur. Vom vedea aceste reele ceva m trziu. 1.2.2 Reele metropolitane

O reea metropolitan (Metropolitan Area Neirork), sau MN (plural: MAN-uri, nu MEN') este, n linii mari, o versiune extins de LAN' i utilizeaz n mod normai tehnologii sim ilare cu aceasta. O reea metropolitan se poate ntinde pe zona ocupat de un grup de b irouri nvecinate sau pe suprafaa unui ntreg ora i poate fi att privat ct i public. poate suporta att date ct i voce i poate chiar s aib legturi cu reeaua local de tele ne prin cablu. Un MAN' dispune numai de un cablu sau dou, fr s conin elemente de comut are care deviaz pachetele pe una din cele cteva posibile linii de ieire. Nefiind ne cesar comutarea, proiectarea este mai simpl. Motivul principal pentru care MAN-uri le figureaz ca o categorie special const n adoptarea unui standard specific, standar d care este acum implementat. Acesta se numete DQDB (Bistrbuted Queue Bua! Bus - m agistral dual cu coad distribuit) sau. pentru cei care prefer numerele, 802.6 (numrul standardului EEE care o definete). DQDB const din dou magistrale (cabluri) unidirecio nale la care sunt conectate toate calculatoarele, aa cum este artat n Fig. 1-4. Fie care magistral are un capt de distribuie (head-end) - un dispozitiv care iniiaz activ itatea de transmisie. Traficul destinat unui calculator din dreapta ransmitorului f olosete magistrala de sus. Traficul ctre utilizatorii din stnga folosete magistrala de jos. Sensu! fluxului pe magistrala A Magistrala A Cecuaor Magistrala B < Sensu! fluxului pe magistrala B Fig. 1-4. Arhitectura reelei metropolitane DQDB Un aspect cheie pentru un MAN est e prezena unui mediu de difuzare (n cazul lui 802.6, dou cabluri) la care sunt ataat e toate calculatoarele. Acesta simplific mult proiectarea n comparaie cu alte tipur i de reele. Vom discuta mai detaliat DQDB n Cap. 4. * n original MANS no MEN (n.t.

SEC. 1.2 HARDWARE-UL REELEI 11

1.2.3 Reele larg rspndite geografic O reea larg rspndit geografic (Wide Area Network), sau WAN, acoper o arie geografic ntins - deseori o ar sau un continent ntreg. Reeaua ne o colecie de maini utilizate pentru a executa programele utilizatorilor (adic ap licaii). n concordan cu termenul uzual, vom numi aceste maini gazde. Uneori este folo sit n literatur termenul de sistem final. Gazdele sunt conectate printr-o sobreea d e comunicaie sau, pe scurt, subreea. Sarcina subreelei este s transporte mesajele de la gazd la gazd, exact aa cum sistemul telefonic transmite cuvintele de la vorbito r la asculttor. Prin separarea aspectelor de pur comunicaie ale reelei (subreelei) de aspectele referitoare la aplicaii (gazde), proiectarea ntregii reele se simplific m ult. n majoritatea reelelor larg rspndite geografic, subreeaua este format din dou com onente distincte: liniile de transmisie i elementele de comutare. Liniile de tran smisie (numite i circuite, canale, sau trunchiuri) transport biii ntre maini. Element ele de comutare sunt calculatoare specializate, folosite pentru a conecta dou sau mai multe linii de transmisie. Cnd sosesc date pe o anumit linie, elementul de co mutare trebuie s aleag o nou linie pentru a retransmite datele mai departe. Din pcat e, nu exist nici o terminologie standard pentru denumirea acestor calculatoare. F olosind diveri termeni, ele pot fi numite, de exemplu, noduri de comutare a pache telor, sisteme intermediare, sau comutatoare de date. Noi vom folosi ca termen g eneric pentru aceste calculatoare de comutare cuvntul rater. Cititorul trebuie s ti e, totui, c nu exist un consens asupra terminologiei. Conform acestui model, prezen tat n Fig. 1-5, fiecare gazd este n general conectat la un LAN n care exist un rater. anumite cazuri, ns, o gazd poate fi legat direct cu un ruter. Colecia de linii de co municaie i de rutere (dar nu i gazdele) formeaz subreeaua. Subreea Ruter Gazd

Fig. 1-5. Relaia dintre gazde i subreea. Merit s facem o scurt divagaie n jurul terme ui de subreea". Iniial, singura sa accepiune se referea la colecia ruterelor i liniilo r de comunicaie care mutau pachetele de la gazda surs la gazda destinaie. Totui, civa ani mai trziu, cuvntul a mai cptat un al doilea neles, n conjuncie cu adresarea reel (pe care o vom discuta n Cap. 5). De aceea, termenul conine o anumit ambiguitate. D in nefericire, nu exist o alternativ larg acceptat pentru nelesul

12 INTRODUCERE CAP.l

su iniial, drept care noi vom folosi acest termen, cu unele rezerve, n ambele sensu ri. Din context, va fi totdeauna clar care din ele este subneles. n cazul celor mai multe WAN-uri, reeaua conine numeroase cabluri sau linii telefonice, fiecare din ele legnd o pereche de rutere. Dac dou rutere nu mpart un acelai cablu, dar doresc s c omunice, atunci ele trebuie s fac acest lucru indirect, prin intermediul altor rut ere. Cnd un pachet este transmis de la un ruter la altul prin intermediul unuia s au mai multor rutere, pachetul este primit n ntregime de fiecare ruter intermediar , este reinut acolo pn cnd linia de ieire cerut devine liber i apoi este retransmis. ubreea care funcioneaz pe acest principiu se numete subreea punct-ia-punct, subreea me moreaz-iretraesmite sau subreea cu comutare de pachete. Aproape toate reelele larg rs pndite geografic (excepie fcnd cele care utilizeaz satelii) au subretele memoreaz-i-r ansmite. Cnd pachetele sunt mici i au aceeai mrime, ele sunt adesea numite celule. A tunci cnd se folosete o subreea punct-la-punct, o problem important de proiectare se refer la alegerea topologiei de interconectare a ruterelor. Figura 1-6 prezint ctev a topologii posibile. Reelele locale proiectate astfel folosesc de obicei topolog ii simetrice. Din contr, reelele larg rspndite geografic au, n mod tipic, topologii n eregulate. (b) (c) Fig. 1-6. Cteva topologii posibile pentru o subreea punct-la-punct. (a) Stea. (b) Inel. (c) Arbore, (d) Complet, (e) Inele intersectate. (f) Neregulat. O a doua pos ibilitate pentru un WAN este utilizarea unui satelit sau a unui sistem radio ter estru. Fiecare ruter are o anten cu care poate s recepteze i s emit. Toate ruterele p ot auzi semnalul de la satelit, iar n unele cazuri, ele pot auzi totodat i transmis iile de la rutere ctre satelit.

SEC 1.2 HARDWARE-UL REELEI 13

Uneori ruterele sunt conectate la o reea punct-la-punct i numai unele dintre ele a u antene de satelit. Reelele de satelii sunt n mod inerent reele cu difuzare i se uti lizeaz mai ales atunci cnd proprietatea de difuzare este important. 1.2.4 Reele radi o Calculatoarele mobile, aa cum sunt blocnotesurile sau asistenii personali digita li (PDA-urile), reprezint segmentul din industria tehnicii de calcul cu dezvoltar ea cea mai rapid. Muli posesori ai acestor calculatoare au la birou sisteme legate la LAN-uri i WAN-uri i vor s se conecteze la acestea, chiar i atunci cnd se afl n loc ri deprtate de cas sau pe drum. Deoarece legturile prin fir sunt imposibile n maini i avioane, interesul pentru reelele radio este foarte puternic. In aceast seciune vom face o scurt introducere n acest subiect. (Not: prin seciune nelegem poriunile din ca te notate printr-un numr cu trei cifre, de genul 1.2.4) Comunicaiile digitale fr fir nu reprezint, de fapt, o idee nou. nc din 1901, fizicianul italian Guglielmo Marcon i a realizat legtura ntre un vapor i un punct de pe coast folosind telegraful fr fir i codul Morse (punctele i liniile sunt, n definitiv, binare). Sistemele radio modern e au performane mai bune, dar ideea fundamental a rmas aceeai. Informaii suplimentare despre aceste sisteme pot fi gsite n (Grag i Wilkes, 1996; i Pahlavan .a., 1995). Ree lele radio au numeroase utilizri. Biroul portabil reprezint una dintre ele. Oameni i aflai pe drum doresc adesea s foloseasc echipamentele lor electronice portabile p entru a trimite i primi faxuri i pot electronic, pentru a citi fiiere aflate la distan pentru a se conecta la distan si aa mai departe. i doresc s fac aa ceva din orice loc e pe uscat, ap sau aer. Reelele radio sunt de mare importan pentru parcurile de cami oane, taxiuri i autobuze, ca i pentru echipele de intervenie care trebuie s menin cont actul cu baza. Reelele radio pot fi de asemenea utile pentru echipele de interveni e n locuri de dezastru (incendii, inundaii, cutremure etc.) unde sistemul telefoni c a fost distrus. Calculatoarele aduse la faa locului pot s trimit mesaje, s nregistr eze informaii i aa mai departe. n sfrit, reelele radio sunt importante pentru armat. trebuie s faci fa n cel mai scurt timp unui rzboi care se poate desfura oriunde n lum atunci probabil c nu este o idee bun s te bazezi pe infrastructura de reele existent la faa locului. Este mai bine s-i aduci propria reea. Fr fir Nu Nu Da Da Mobif Nu Da Nu Da Aplicaii Staii de lucru staionare ntr-un birou Folosirea unui calculator portabil ntr -un hotel sau pentru inspecia trenurilor LAN-uri instalate n cldiri mai vechi, fr fir e Birouri mobile; PDA-uri pentru inventarierea magaziei

Fig. 1-7. Combinaii de reele fr fir i tehnic de calcul mobil. Dei reelele fr fir tele de calcul mobile sunt adesea nrudite, ele nu sunt identice (a se vedea Fig. 1-7). Calculatoarele portabile comunic uneori cu ajutorul firelor. Dac ntr-un hotel un turist racordeaz un calculator mobil la mufa de telefon, acesta este un exemp lu de mobilitate fr reea radio. Un alt exemplu se refer la o persoan care poart cu sin e un calculator mobil n timp ce inspecteaz, pentru probleme tehnice, un tren. n ace st caz, n spatele calculatorului poate foarte bine s atrne un fir lung (ca la aspir ator).

14 INTRODUCERE CARI

Pe de alt parte, unele calculatoare fr fir nu sunt portabile. Un exemplu important de acest tip se refer la o firm care posed o cldire mai veche, fr reele de cabluri ins alate, i care dorete s i conecteze calculatoarele. Instalarea unui LAN fr fir poate s necesite mare lucru, n afar de cumprarea unei mici cutii cu componente electronice i de montarea unor antene. Aceast soluie poate fi mai puin costisitoare dect instala rea cablurilor n cldire. Dei LAN-urile fr fir sunt uor de instalat, ele au i unele dez vantaje. Capacitatea lor tipic este de l-2Mbps, ceea ce este mult mai puin dect n ca zul LAN-urilor cu fir. De asemenea, rata de erori este adesea mai mare, iar tran smisiile ntre diferite calculatoare pot interfera unele cu altele. Dar exist, desi gur, i aplicaii cu adevrat mobile, fr fir, ncepnd cu biroul portabil i terminnd cu p nele care fac inventarul uriui magazin folosind PDA-uri. n multe aeroporturi aglo merate, angajaii companiilor de nchiriat maini lucreaz n parcri cu calculatoare portab ile fr fir. Ei introduc n calculator numrul de nmatriculare al fiecrei maini returnate iar portabilele lor, care au nglobat o imprimant, apeleaz calculatorul central, pri mesc informaii despre nchirierea respectivei maini i elibereaz factura de plat pe loc. Aplicaii autentice ale tehnicii de calcul mobile sunt discutate mai pe larg n (Fo rman i Zahorjan, 1994). Reelele fr fir exist n multe forme. Unele universiti instalea ja n campusuri antene care permit studenilor s stea sub copaci i s consulte cataloage le bibliotecilor. n acest caz, calculatoarele comunic cu LAN-urile fr fir direct n fo rm digital. O alt posibilitate este utilizarea unui telefon celular (adic portabil), mpreun cu un modem analogic tradiional. n numeroase orae sunt acum disponibile servi ciile celulare digitale directe, numite CDPD (Cellular Digital Packet Data - pac hete de date celulare digitale). Vom studia aceste servicii n Cap. 4. Ruter zburtor 'v / ' T"^ ^< Calculator r M .. x * . t J::^\ ^\ portabil O legtur telefonic ^ \ _ > pentru fiecare calculator (a) ' L A N i*"\ ^\ t__^. \. cablat ^ - ^ J> S (b)

Fig. 1-8. (a) Calculatoare mobile individuale, (b) Un LAN zburtor. n sfrit, este pos ibil s avem diverse combinaii de reele cu i fr fir. De exemplu, n Fig. 18(a) este dese at un avion n care mai muli pasageri folosesc modemuri i telefoane pentru a suna la birou. Fiecare convorbire este independent de celelalte. O opiune mult mai eficie nt este, ns, LAN-ul zburtor din Fig. l-8(b). n acest caz, fiecare scaun este echipat cu un conector Ethernet, la care pasagerii pot s-i racordeze calculatoarele. La bo rdul avionului exista un singur rutei?. Acesta menine n fiecare moment o legtur radi o cu un ruter aflat la sol, ruter care se schimb pe parcursul zborului. Configurai a respectiv' nu reprezint altceva dect un LAN tradiional, cu deosebirea c legtura sa c u lumea exterioar este asigurat de o conexiune radio n loc de o linie fizic.

SEC. 1.3 PROGRAMELE DE REEA 15

Mult lume crede despre calculatoarele portabile fr fir c reprezint valul viitorului. Dar, n acelai timp, s-a fcut auzit cel puin o prere contrar. Bob Metcalfe, inventatoru Ethernet-ului, a scris urmtoarele: Calculatoarele mobile fr fir sunt ca bile mobile fr evi - nite olie de noapte portabile. Ele vor fi ceva comun n vehicule, pe antiere a concerte rock. Sfatul meu este s v racordai cabluri n cas i s rmnei acolo" (Metca 95). Vor urma cei mai muli sfatul lui Metcalfe? Timpul ne va rspunde. n lume exist m ulte reele, cu echipamente i programe diverse. Persoanele conectate la o anumit reea doresc adesea s comunice cu persoane racordate la alta. Aceast cerin impune conecta rea unor reele diferite, de multe ori incompatibile, ceea ce uneori se realizeaz u tiliznd maini numite porii (gateways). Acestea realizeaz conectarea i asigur translatr ile necesare, att n termeni de hardware ct i de software. O colecie de reele intercone ctate este numit interreea sau internei O form comun de inter-reea este o colecie de L AN-uri conectate printr-un WAN. De fapt, dac am nlocui eticheta subreea" din Fig. 15 prin WAN", n figur nu ar mai trebui schimbat nimic altceva. n acest caz, singura d iferen real ntre o subreea i un WAN se refer la prezena gazdelor. Dac sistemul din i orul curbei nchise conine numai rutere, atunci este o subreea. Dac el conine att ruter e, ct i gazde cu utilizatori proprii, atunci este un WAN. Pentru a evita confuziil e, luai v rog not c termenul internet" va fi totdeauna folosit n aceast carte ntr-un s generic. Prin contrast, Internet-ul (a se remarca folosirea lui I mare) reprez int un internet mondial specific, care este utilizat pe larg pentru a conecta uni versiti, birouri guvernamentale, firme i, n ultima vreme, persoane particulare. Vom avea multe de spus n aceast carte att despre internet ct i despre Internet. Deseori s e produc confuzii ntre subretele, reele i inter-reele. Termenul de subreea este mai p otrivit n contextul unei reele larg rspndite geografic, unde se refer la colecia de ru tere i linii de comunicaie aflate n proprietatea operatorului de reea - de exemplu, o firm ca America Online sau CompuServe. Ca o analogie, sistemul telefonic const d in centrale telefonice de comutare, care sunt conectate ntre ele prin linii de ma re vitez i sunt legate la domicilii i birouri prin linii de vitez sczut. Aceste linii echipamente, deinute i ntreinute de ctre compania telefonic, formeaz subreeaua siste ui telefonic. Telefoanele propriu-zise (care corespund n aceast analogie gazdelor) nu sunt o parte a subreelei. Combinaia dintre o subreea i gazdele sale formeaz o reea . n cazul unui LAN, reeaua este format din cablu i gazde. Aici nu exist cu adevrat o s ubreea. O inter-reea se formeaz atunci cnd se leag ntre ele reele diferite. Din punctu nostru de vedere, legarea1 unui LAN i a unui WAN sau legarea a dou LAN-uri formea z o inter-reea, dar nu exist un consens asupra terminologiei din acest domeniu. 13 PROGRAMELE DE REEA

In proiectarea primelor reele de calculatoare, s-a acordat atenie n primul rnd echip amentelor, iar programele au fost gndite ulterior. Aceast strategie nu mai este va labil. Programele de reea sunt acum foarte structurate. n seciunile urmtoare vom exam ina unele detalii ale tehnicii de structurare a programelor. Metoda descris aici formeaz punctul de sprijin al ntregii cri i ea va aprea mai departe n repetate rnduri

16 INTRODUCERE CAP.l 13.1 Ierarhiile de protocoale

Pentru a reduce din complexitatea proiectrii, majoritatea reelelor sunt organizate sub forma unei serii de straturi sau niveluri, fiecare din ele construit peste cel de dedesubt. Numrul de niveluri, numele fiecrui nivel, coninutul i funcia sa vari az de la reea la reea. Oricum, n toate reelele, scopul fiecrui nivel este s ofere anum te servicii nivelurilor superioare, protejndu-le totodat de detaliile privitoare l a implementarea efectiv a serviciilor oferite. Nivelul n d e pe o main converseaz cu nivelul n de pe alt main. Regulile i conveniile utilizate n conversaie sunt cunoscute sub numele de protocolul nivelului n. n principal, un protocol reprezint o nelegere n tre prile care comunic, asupra modului de realizare a comunicrii. Ca o analogie, atu nci cnd o femeie este prezentat unui brbat, ea poate hotr s-i ntind brbatului mna. su, brbatul poate decide fie s-i strng, fie s-i srute mna, decizie care depinde, s m, dac femeia este o avocat american care a venit la o ntlnire de afaceri sau este o prines european prezent la un bal. nclcarea protocolului va face comunicarea mai dific il, dac nu chiar imposibil. n Fig. 1-9 este ilustrat o reea cu cinci niveluri. Entiti care conin niveluri corespunztoare de pe maini diferite se numesc egale. Cu alte cu vinte, entitile egale sunt cele care comunic folosind protocolul. Gazda 1 Nivel 5 Interfaa 4/5; Nivel 4 Interfaa 3/4' Nivel 3 Interfaa 2/3 ' Nivel 2 Interfaa 1/2' 1 Protocolul nivelului 5 Gazda 2 Nivel 5 L Protocolul nivelului 4 r Nivel 4 L f Protocolul nivelului 3 - Nivel 3 Protocolul nivelului 2 Nivel 2 ti Nivel 1 i 1 Protocolul nivelului 1 Nivel 1 Mediu fizic

Fig. 1-9. Niveluri, protocoale i interfee n realitate, nici un fel de date nu sunt transferate direct de pe nivelul n al unei maini pe nivelul n al altei maini. Fiec are nivel transfer datele i informaiile de control nivelului imediat inferior, pn cnd se ajunge la nivelul cel mai de jos. Sub nivelul 1 se afl mediul fizic prin care se produce

SEC. 1.3 PROGRAMELE DE REEA 17

comunicarea efectiv. n Fig. 1-9, comunicarea virtual este reprezentat prin linii pun ctate, iar comunicarea fizic prin linii continue. ntre dou niveluri adiacente exist o interfa. Interfaa definete ce ofer nivelul de jos ctre nivelul de sus. Cnd proiectan de reea decid cte niveluri s includ ntr-o reea i ce are de fcut fiecare din ele, unu in considerentele cele mai importante se refer la definirea de interfee clare ntre niveluri. Aceasta presupune ca, la rndul su, fiecare nivel s execute o colecie speci fic de funcii clar definite. Pe lng minimizarea volumului de informaii care trebuie t ransferate ntre niveluri, interfeele clare permit totodat o mai simpl nlocuire a impl ementrii unui nivel cu o implementare complet diferit (de exemplu, toate liniile t elefonice se nlocuiesc prin canale de satelit). Aa ceva este posibil, pentru c tot ceea ce i se cere noii implementri este s furnizeze nivelului superior exact setul de servicii pe care ii oferea vechea implementare. O mulime de niveluri i protoco ale este numit arhitectur de reea. Specificaia unei arhitecturi trebuie s conin destul informaii pentru a permite unui proiectant s scrie programele sau s construiasc ech ipamentele necesare fiecrui nivel, astfel nct nivelurile s ndeplineasc corect protocoa lele corespunztoare. Nici detaliile de implementare i nici specificaiile interfeelor nu fac parte din arhitectur, deoarece acestea sunt ascunse n interiorul mainilor i nu sunt vizibile din afar. Nu este necesar nici mcar ca interfeele de pe mainile din tro reea s fie aceleai - cu condiia, ns, ca fiecare main s poat utiliza corect toat coalele. O list de protocoale utilizate de ctre un anumit sistem, cte un protocol p entru fiecare nivel, se numete stiv de protocoale. Arhitecturiie de reea, stivele d e protocoale i protocoalele propriuzise constituie principalele subiecte ale aces tei cri. O analogie poate ajuta la explicarea ideii de comunicare multinivel. magin ai-v doi filosofi (procesele egale de la nivelul 3), unul din ei vorbind limbile u rdu i englez, iar cellalt vorbind chineza i franceza. Deoarece filosofii nu cunosc o limb comun, fiecare din ei angajeaz cte un translator (procesele egale de la nivelu l 2), iar fiecare translator contacteaz la rndul su o secretar (procesele egale de l a nivelul 1). Filosoful 1 dorete s comunice partenerului afeciunea sa pentru oiycto lagus cuniculus. Pentru aceasta, el trimite un mesaj (n englez) prin interfaa 2/3 ct re translatorul su, cruia i spune urmtoarele cuvinte: I like rabbits"1 (ceea ce este ilustrat n Fig. 1-10). Translatorii s-au neles asupra unei limbi neutre, olandeza, aa c mesajul este convertit n Ik hou van konijnen." Alegerea limbii reprezint protoco lul nivelului 2 i este la latitudinea proceselor pereche de pe acest nivel. n cont inuare, translatorul nmneaz mesajul secretarei, care l trimite, de exemplu, prin fax (protocolul nivelului 1). Cnd mesajul este primit, el este tradus n francez i trimi s prin interfaa 2/3 ctre filosoful 2. Observai c, atta timp ct interfeele nu se modifi fiecare protocol este complet independent de celelalte. Dac doresc, translatorii pot schimba olandeza cu alt limb, s spunem finlandeza, cu condiia ca amndoi s se nel asupra acestui lucru i ca nici unul din ei s nu i modifice interfaa cu nivelul 1 sau cu nivelul 3. n mod similar, secretarele pot nlocui faxul cu pota electronic sau cu telefonul fr a deranja (sau mcar a informa) celelalte niveluri. Fiecare proces poat e aduga anumite informaii suplimentare destinate numai procesului su pereche. Acest e informaii nu sunt transmise n sus, ctre nivelul superior. Propoziia nseamn " mi plac iepurii." (n.t.)

18 INTRODUCERE Adresa A CAP. 1 Adresa B Mesaj Filozof h ! J'aime ' \ \ las | | ! aoip.s I i Informaie pentru transiatorui Translator aflat ia distant L: Dutch; j !k hou | j van || konijnerj | Informaie pentru secretara afiat !a distan I Fax # Secretara !_L_Ditch '"hoiT~ ^onijner! i Fig. 1-10. Arhitectura filosof-translaior-si retara.

S considerm acum un exemplu mai tehnic: cum se realizeaz comunicarea ia ultimul, ni vel din reeaua cu cinci niveluri din Fig. 1-11. O aplicaie care se execut n nivelul 5 produce un mesaj M si l furnizeaz nivelului 4 pentru a-i transmite. Nivelul 4 in sereaz im antei n iaa mesajului, pentru a identifica respectivul mesaj i paseaz rezul tatul nivelului 3. Antetul include informaii de control, de exemplu numere de ord ine care ajut nivelul 4 de pe maina destinaie s livreze mesajele n ordinea corect n ca ul n care nivelurile inferioare nu pstreaz aceast ordine. Pe unele niveluri, antetel e conin de asemenea cmpuri de control pentru mrime, timp i alte informaii. In numeroa se reele nu exist nici o limit cu privire la mrimea mesajelor transmise n protocolul nivelului 4, dar exist aproape ntotdeauna o limit impus de protocolul nivelului 3. n consecin, nivelul 3 trebuie s sparg mesajele primite n uniti mai mici, pachete, atan crui pachet un antet specific nivelului 3. n acest exemplu, M este descompus n dou pri , Mi i M->. Nivelul 3 decide ce linie de transmisie s utilizeze i trimite pachetele nivelului 2. Nivelul 2 adaug nu numai cte un antet pentru fiecare bucat, ci i o nche iere, dup care furnizeaz unitatea rezultant nivelului 1 pentru a o transmite fizic. n maina receptoare mesajul este trimis n sus, din nivel n nivel, pe parcurs fiind e liminate succesiv toate antetele. Nici un antet corespunztor nivelurilor sub n nu este transmis n sus nivelului n.

SEC. 1.3 PROGRAMELE DE REEA 19 Nivel 5 Protocolul nivelului 5 M Protocolul nivelului 4 Protocolul 3 H3 H, H, M, Protocolul nivelului 2 H3 H. M H3 M2 2 H2 H3 H, H, M, H2 H3 H4 M, T2 H2 H3 M 2 T2 Main surs Main destinaie

Fig. 1-11. Exemplu de flux de informaii pentru suportul comunicrii virtuale la niv elul 5. Ceea ce este important de neles n Fig. 1-11 este 5|atia_djntt;e_ comunicaia vi rtual i cea efectiv i diferena ntre protocoale i interfee. De exemplu, procesele egal e la nivelul 4 i imagineaz conceptual comunicarea ca realizndu-se pe orizontal", utili znd protocolul nivelului 4. Dei fiecare din ele are, probabil, o procedur de genul TrimitenCealaltParte i o alta PrimeteDinCealaltParte, aceste proceduri nu comunic de f apt cu cealalt parte, ci cu nivelurile inferioare prin interfaa 3/4. Abstractizare a proceselor pereche este crucial pentru proiectarea ntregii reele. Cu ajutorul ei, aceast sarcin practic imposibil poate fi descompus n probleme de proiectare mai mici , rezolvabile, i anume proiectarea nivelurilor individuale. Dei Seciunea 1-3 este i ntitulat Programele de reea", merit s subliniem c nivelurile inferioare dintr-o ierarh ie de protocoale sunt implementate frecvent n hardware sau n firmware. Nu e mai pui n adevrat c aici intervin algoritmi compleci, chiar dac ei sunt nglobai (parial sau n talitate) n hardware. 1.3.2 Probleme de proiectare a nivelurilor O parte din prob lemele cheie care apar la proiectarea reelelor de calculatoare sunt prezente n mai multe niveluri. Vom meniona pe scurt unele probleme mai importante. Fiecare nive l are nevoie de un mecanism pentru a identifica emitorii i receptorii. Dat fiind c o reea cuprinde n mod normal numeroase calculatoare, iar o parte dintre acestea dein mai multe

20 INTRODUCERE CAP. 1

procese, este necesar o modalitate prin care un proces de pe o anumit main s specific e cu cine dorete s comunice. Ca o consecin a destinaiilor multiple, pentru a specific a una dintre ele, este necesar o form de adresare. Un alt set de decizii de proiec tare se refer la regulile pentru transferul de date. n unele sisteme datele circul n tr-un singur sens (comunicare simplex). n altele datele pot circula n orice sens, dar nu simultan (comunicare semi-duplex). n sfrit, n alte sisteme datele circul n ambe le sensuri simultan (comunicare duplex integral). Protocolul trebuie, de asemene a, s determine^ cjorcanale logice le corespunde conexiunea i care sunt prioritile aces tora. Multe reele dispun de cel puin dou canale logice pe conexiune, unul pentru da te normale i unul pentru date urgente. Deoarece circuitele fizice de comunicaii nu sunt perfecte, controlul erorilor este o problem important. Se cunosc multe codur i detectoare i corectoare de erori, dar ambele capete ale conexiunii trebuie s se ne leag asupra codului utilizat. n plus, receptorul trebuie s aib cum s-i spun emitorulu are mesaje au fost primite corect i care nu. Nu toate canalele de comunicaii pstrea z ordinea mesajelor trimise. Pentru a putea trata o eventual pierdere a secvenierii , protocolul trebuie s furnizeze explicit receptorului informaia necesar pentru a p utea reconstitui ordinea corect a fragmentelor. O soluie evident este s se numerotez e fragmentele, dar aceast soluie nc nu rezolv problema fragmentelor care sosesc n ordi ne incorect. O problem ce intervine la fiecare nivel se refer la evitarea situaiei n care un emitor rapid trimite unui receptor lent date la vitez prea mare. Au fost pr opuse diverse rezolvri i ele vor fi discutate mai trziu. Unele dintre acestea presu pun o anumit reacie, direct sau indirect, prin care receptorul l informeaz pe emitor pre starea sa curent. Altele limiteaz viteza de transmisie a emitorului la o valoare stabilit de comun acord cu receptorul. O alt problem care apare la cteva niveluri p rivete incapacitatea tuturor proceselor de a accepta mesaje de lungime arbitrar. A cest fapt conduce la mecanisme pentru a dezasambla, a transmite i apoi a reasambl a mesajele. O problem asemntoare apare atunci cnd procesele insist s transmit datele niti att de mici, nct transmiterea lor separat este ineficient. n aceast situaie, s te s se asambleze mpreun mai multe mesaje mici destinate aceluiai receptor i s se deza sambleze la destinaie mesajul mare obinut astfel. Atunci cnd este neconvenabil sau prea costisitor s se aloce conexiuni separate pentru fiecare pereche de procese c omunicante, nivelul implicat n comunicare poate hotr s utilizeze aceeai conexiune pen tru mai multe conversaii independente. Atta timp ct aceast mutiplexare i demultiplexa re se realizeaz transparent, ea poate fi utilizat de ctre orice nivel. Multiplexare a este necesar, de exemplu, n nivelul fizic, unde traficul pentru toate conexiunil e trebuie s fie transmis prin cel mult cteva circuite fizice. Atunci cnd exist mai m ulte ci ntre surs i destinaie, trebuie ales un anumit drum. Uneori aceast decizie treb uie mprit pe dou sau mai multe niveluri. De exemplu, este posibil ca trimiterea unor date de la Londra la Roma s necesite att o decizie la nivel nalt pentru alegerea ca ar de tranzit a Franei sau a Germaniei - n funcie de legile lor de protejare a secre tului datelor - ct i o decizie de nivel sczut pentru alegerea unuia din multele tra see posibile, pe baza traficului curent.

SEC. 1.3 1.3.3 Interfee i servicii PROGRAMELE DE REEA 21

Fiecare nivel are rolul de a furniza serviciile necesare nivelului de deasupra s a. n aceast seciune, vom examina mai n detaliu ce anume este un serviciu. Dar mai nti vom introduce civa termeni. Ele^menele ^civg.dinJiecsrejnjyel sunt numite frecvent e ntiti. O entitate poate fi o entitate software (aa cum este un proces) sau o entita te hardware (aa cum este un cip de intrare/ieire inteligent). Entitile corespunztoare aceluiai nivel, dar aflate pe maini diferite, se numesc entiti egale. Entitile de la nivelul n implementeaz un serviciu utilizat de nivelul n + 1. n acest caz nivelul n se numete furnizor de servicii, iar nivelul n + 1 se numete utilizator de servic ii. Nivelul n poate utiliza serviciile nivelului n -1 pentru a furniza propriile sale servicii. El poate oferi cteva clase de servicii, de exemplu comunicare rap id, costisitoare i comunicare lent, ieftin. Serviciile sunt disponibile n SAP-uri (Se rvice Access Points - puncte de acces la servicii). SAPurile nivelului n sunt lo curile unde nivelul n + 1 poate avea acces la serviciile oferite. Fiecare SAP ar e o_adres_care l identific n mod unic. Ca lucrurile s fie mai clare: SAP-urile din si stemul telefonic sunt soclurile la care se pot racorda telefoanele modulare, iar adresele SAP-urilor sunt numerele de telefon corespunztoare acestor socluri. Sim ilar, n sistemul potal adresele SAP-urilor sunt adresele strzilor i numerele csuelor p otale. Pentru a trimite o scrisoare, trebuie s cunoti adresa SAP-ului destinatarulu i. Pentru ca dou niveluri s schimbe ntre ele informaie, trebuie s fie convenit un set de reguli referitoare la interfa. Aa cum este ilustrat n Fig. 1-12, n cazul unei int erfee tipice, entitatea de la nivelul n + 1 paseaz nivelului n, prin intermediul S AP-ului, un IDU (Interface Data Unit unitate de date de interfa). Acest IDU const d intr-un SDU (Service Data Unit - unitate de date de servicii) i nite informaii de c ontrol. SDU reprezint informaia transmis prin reea ctre entitatea pereche i apoi n sus ctre nivelul n + 1. Informaia de control (de exemplu, numrul de octei din SDU) este necesar pentru a ajuta nivelul de mai jos s-i ndeplineasc sarcina, dar nu face parte din datele propriu-zise. * .? A ,. r~ SAP = Service Access Point (punct de acces la servicii) IDU = Interface Data Uni t (unitate de date de interfa) SDU = Service Data Unit (unitate de date de servici i) PDU = Protocol Data Unit (unitate de date de protocol) = Interface Control In formation (informaie de control a interfeei) N-PDU " Entitile de pe nivelul N fac sc himb de N-PDU-uri *- n protocolul nivelului N Nivel N+1 Interfa Nivel N Antet Fig. 1-12. Relaia dintre niveluri la o interfa. Pentru a transfera SDU-ul, entitatea din nivelul n poate fi nevoit s l fragmenteze n cteva buci, fiecare din acestea primind cte un antet i fiind trimis sub forma unui PD U

22 INTRODUCERE CAP. 1 (Protocol Data Unit - unitate de date a protocolului) separa, ca un pachet. Antet ele PDU-urilor sunt folosite de entitile egale pentru a realiza protocolul pereche corespunztor. Ele identific ce PDU-uri conin date i ce PDU-uri conin informaii de con trol, furnizeaz numere de secveniere i aa mai departe. 1.3.4 Servicii orientate pe conexiuni i servicii fr conexiuni

Nivelurile pot oferi nivelurilor de deasupra lor dou tipuri de servicii: orientat e pe cojiexiuni i fr conexiuni. n aceast seciune vom arunca o privire asupra acestor d ou tipuri i vom examina diferenele ntre ele. Serviciul orientat pe conexiuni este mo delat pe baza sistemului telefonic. Cnd vrei s vorbeti cu cineva, mai nti ridici rece ptorul, apoi formezi numrul, vorbeti i nchizi. Similar, pentru a utiliza un serviciu orientat pe conexiuni, beneficiarul trebuie mai nti s stabileasc o conexiune, s folo seasc acea conexiune i apoi s o elibereze. In esen conexiunea funcioneaz ca o eava: e ul introduce obiectele (biii) la un capt, iar receptorul le scoate afar, n aceeai ord ine, la cellalt capt. Prin opoziie, serviciul fr conexiuni este modelat pe baza siste mului potal. Toate mesajele (scrisorile) conin adresele complete de destinaie i fiec are mesaj circul n sistem independent de celelalte. n mod normal, atunci cnd dou mesa je sunt trimise Ia aceeai destinaie, primul expediat este primul care ajunge. Totui , este posibil ca cel care a fost expediat primul s ntrzie i s ajung mai repede al doi lea. n cazul unui serviciu orientat pe conexiuni, aa ceva este imposibil. Fiecare serviciu poate fi caracterizat printr-o calitate a serviciului. Unele servicii s unt sigure n sensul c nu pierd date niciodat. De obicei, un serviciu sigur se imple menteaz oblignd receptorul s confirme primirea fiecrui mesaj, astfel nct expeditorul s fie sigur c mesajul a ajuns la destinaie. Procesul de confirmare introduce un timp suplimentar i ntrzieri. Aceste dezavantaje sunt adesea acceptate, ns uneori ele treb uie evitate. Transferul de fiiere este una din situaiile tipice n care este adecvat un serviciu sigur orientat pe conexiuni. Proprietarul fiierului dorete s fie sigur c toi biii ajung corect i n aceeai ordine n care au fost trimii. Foarte puini utili i ai transferului de fiiere ar prefera un serviciu care uneori amestec sau pierde civa bii, chiar dac acest serviciu ar fi mult mai rapid. Serviciul sigur orientat pe conexiuni admite dou variante: secvenele de mesaje i fluxurile de octei. Prima vari ant menine delimitarea ntre mesaje. Cnd sunt trimise dou mesaje de 1 KB, ele vor sosi sub forma a dou mesaje distincte de 1 KB, niciodat ca un singur mesaj de 2 KB. (N ot: KB nseamn kilobytes; Kb nseamn kilobits.) n a doua variant, conexiunea este un sim lu flux de octei i nu exist delimitri ntre mesaje. Cnd receptorul primete 2 KB, nu exi t nici o modalitate de a spune dac ei au fost trimii sub forma unui mesaj de 2 KB, a dou mesaje de 1 KB sau a 2048 mesaje de cte 1 octet. Dac paginile unei cri sunt exp ediate unei maini fotografice de tiprit printr-o reea, sub form de mesaje, atunci de limitarea mesajelor poate fi important. Pe de alt parte, n cazul unui terminal care se conecteaz la un sistem cu divizarea timpului aflat la distan, este nevoie numai de un flux de octei de la terminal la calculator. Aa cum am menionat mai sus, ntrzie rile introduse de confirmri sunt inacceptabile pentru unele aplicaii. O astfel de aplicaie se refer la traficul de voce digitizat. Pentru abonaii telefonici este pref erabil s existe puin zgomot pe linie sau s aud ocazional cte un cuvnt distorsionat dec s se produc o ntrziere din cauza ateptrii confirmrii. n mod similar, atunci cnd se

SEC. 1.3 PROGRAMELE DE REEA 23

transmite un film video, civa pixeli diferii nu reprezint o problem, n schimb ntrerupe ile pentru a corecta erorile ar fi extrem de suprtoare. Nu orice aplicaie necesitjco nexiuni. De exemplu, pe msur ce pota electronic devine ceva tot mai comun, poate s nu apar n curnd publicitatea prin pot electronic? Expeditorul de publicitate prin pot e tronic probabil c nu vrea s se complice stabilind i apoi elibernd o conexiune doar pe ntru un singur mesaj. Nici furnizarea la destinaie cu o rat de corectitudine de 10 0% nu este esenial, mai ales dac lucrul acesta cost mai mult. Tot ceea ce se cere es te un mijloc de a trimite un singur mesaj cu o probabilitate mare de a ajunge la destinaie, dar fr o garanie n acest sens. ^Serviciul nesiguri (adic neconfirmat) Sra^ conexiuni este deseori numit serviciu datagram, prin analogie cu serviciul de tel egrame - care, la rndul su, nu prevede trimiterea unei confirmri ctre expeditor. n al te situaii, avantajul de a nu fi necesar sabilirga unejj^nexiuni pentru a trimite u n mesaj scurt este de dorit, d^r_gma^i^s^]^^i]d}^^^^jiR]. Aceste aplicaii pot utiliza serviciul datagram confirmat. Este ca i cum ai trimite o scrisoare recomandat i ai solicita o confirmare de primire. n clipa n care sosete confirmarea, expeditorul es te absolut sigur c scrisoarea a fost livrat la destinaia corect i nu a fost pierdut pe drum. Mai exist un serviciu, i anume serviciul cerere-rspuns. n acest serviciu emitor ul transmitea singur datagram care conine o cerere; replica primit de la receptor co nine rspunsul. n aceast categorie intr, de exemplu, un mesaj ctre biblioteca local n e se ntreab unde este vorbit limba Uighur. Serviciu][^ cerere-rspuns^este utilizat n mod frecvent pentru a implementa comunicarea n modeluLxlient-server: clientul lan seaz o cerere i serverul rspunde la ea. n Figura 1-13 sunt rezumate tipurile de serv icii discutate mai sus. Serviciu _ i ! Flux de mesaje siguri Orientate pe j [______ ! i-iux de octei sigu r conexiuni Conexiune nesigur c C Datagram nesigur conexiuni ] ' Exemplu Secven de pagini Conectare la distan Voce digitizat Publicitate prin e-mail S crisori cu confirmare Interogri baze de date Fr J | ;i Datagram confirmat.. -o V, L Cerere-rspuns Fig. 1-13. ase tipuri diferite de servicii. 1.3.5 Primitive de serviciu Un servic iu este specificat formal printr-un_set dej)rimjtoye (operaii) puse la dispoziia u tilizatorului sau a unei alte entiti care folosete serviciul. Aceste primitive coma nd serviciului s execute anumite aciuni sau s raporteze despre aciunile executate de o entitate pereche. Un mod de a clasifica primitivele de serviciu este mprirea lor n patru grupe, aa cum se arat n Fig. 1-14.

24 INTRODUCERE CAP. 1 Primitiva Request Indication Response Confirm Semnificaia 0 entitate cere serviciului s realizeze ceva. 0 entitate trebuie informat despre u n eveniment. 0 entitate vrea s rspund la un eveniment. A venit rspunsul ia o cerere anterioar. Fig. 1-14. Patru clase de primitive de serviciu. Pentru a ilustra utilizarea pri mitivelor, s considerm modul de stabilire i eliberare a unei conexiuni. Entitatea c are iniiaz aciunea lanseaz un CONNECT.request, ceea ce are ca rezultat trimiterea un ui pachet. Receptorul primete apoi un CONNECT.indication care anun c o entitate de u ndeva dorete s stabileasc o conexiune cu el. Entitatea care primete CONNECT.indicati on utilizeaz apoi primitiva CONNECT.response pentru a comunica dac accept sau refuz conexiunea propus. Indiferent de rspuns, entitatea care a lansat iniial CONNECT.req uest afl ce s-a ntmplat printr-o primitiv CONNECT.confirm. Primitivele pot avea para metri i majoritatea chiar au. Parametrii unui CONNECT.request pot specifica maina la care se dorete conectarea, tipul de serviciu dorit i dimensiunea maxim a mesajel or care vor circula pe conexiune. Parametrii unui CONNECT.indication pot conine i dentitatea apelantului, tipul de serviciu dorit i dimensiunea maxim propus a mesaje lor. Dac entitatea apelat nu este de acord cu dimensiunea maxim propus, atunci poate face o contrapropunere n primitiva sa response, iar aceast contrapropunere va fi pus la dispoziia apelantului iniial prin confirm. Detaliile acestei negocieri fac p arte din protocol. De exemplu, n cazul a dou propuneri contradictorii privind dime nsiunea maxim a mesajelor, protocolul poate specifica s se aleag ntotdeauna valoarea mai mic. n legtur cu terminologia, vom evita sintagmele deschiderea unei conexiuni" i nchiderea unei conexiune", deoarece, pentru un inginer din domeniul electric, un c ircuit deschis" este un circuit n care exist o ntrerupere. Electricitatea poate cir cula numai prin circuite nchise". n schimb, informaticienii nu ar accepta niciodat c info