Reele de calculatoare

Prof. Univ. Dr. Nicolae Tomai Catedra de Informatica Economica Facultatea de Stiinte Economice si Gestiunea Afacerilor Universitatea Babes Bolyai Cluj-Napoca tomainicolae@hotmail.com http://www.econ.ubbcluj.ro/~nicolae.tomai Biroul 449

Reele de calculatoare

Vom vedea conceptele reelelor de calculatoare

Vom trata partea de structura a

reelelor de calculatoare

Vom vedea partea de programare a

reelelor de calculatoare

Vom vedea principalele aplicatii in

reele de calculatoare(Internet)

Reele de calculatoare

Cursul

Istoric &notiuni primare

Tipuri de reele

Niveluri ale reelelor

Protocoale de comunicatie(TCP/IP)

Modelul client/server

Programarea cu socluri si RPC

Protocoale la nivel aplicatie(terminal FTP, telnet,..)

reele fara fir

Gestionarea reelelor de calculatoare

Securitatea reelelor de calculatoare

reele cu aplicatii multimedia

Reele de calculatoare Laboratorul

Nivelurile in reele(hard si soft)

Adresarea in reele IP(subreele)

Configurarea unei reele locale

Comenzi de testare a unei reele

Configurarea unei reele wireless cu AP

Elemente componete ale unei reele i proiectarea unei reele locale

Programarea client/server cu socluri Windows

Algoritmul de securitate RSA

Atacuri asupra reelelor i protecia prin firewal-uri

Monitorizarea reelelor

Reele VPN

Reele de calculatoare

Notare

Proiect1: crearea unei reele si asignarea de adrese IP-p1

Proiect 2: program de criptare folosind algoritmul RSA-p2

Bonus-activitati suplimentare-P3

Examen final scris-E4

Punctaj final: 0,23*P1+0,22*P2+0,03*P3+0,52*E4

Reele de calculatoare

Organizare

-Site-ul http://www.econ.ubbcluj.ro/~nicolae.tomai

-Lucrarile de laborator

Resurse principale:

Nicolae Tomai, reele de calculatoare, structuri, programare, aplicatii, Ed. Risoprint, 2013.

N. Tomai, A. Butoi, Reele de calculatoare, lucrri de laborator, Ed. Risoprint, editia II-a, 2013.

Nicolae Tomai, Catalin Tomai, reele de calculatoare fara fir, Ed. Risoprint, 2006. Andrew Tanenbaum, reele de calculatoare(ed. 4-a), Byblos, Tg. Mures, 2003. L. Paterson, B. Davie, reele de calculatoare-o abordare sistemica, Ed. All, 2001, sau

editia 3-a din anul 2003 in limba engleza

J. Kurose, K. Ross, Computer Networks, A Top Down Approach, Addison Wesley

Russell Bradford, The Art of Computer Networking, Pretince Hall, 2007 Site-uri indicate la curs si seminar

Reele de calculatoare

Istoric & notiuni primare

Cuprins

Istoric De ce folosim si ce sunt reelele de calculatoare si sistemele distribuiote

Comunicarea Notiuni primare Tipuri de reele Componente Topologii

Istoria reelelor si Internetului

1969-se realizeaza ARPANET-reea de 4 calculatoare in cadrul ARPA(Advanced Research Projects Agency), plecnd de la ideile

lui P. Baran, L. Kleinrock de la (MIT) si J. Licklider

1972-Robert Kahn demonstreaz public tehnologiile de reea; Ray Tomlinson scrie primul program de posta electronica(e-mail)

si stabileste ca simbolul @ sa fie separator intre numele casutei

postale si adresa serverului de mail

1973-DARPA reele interconectate: Robert Metcalf(Xerox Park) dezvolta tehnologia Ethernet care permite transferul de date pe

cablul coaxial

Istoria reelelor si Internetului

1974-Vincent Cerf&Robert Hahn propun protocolul de comunicatie TCP (Transmission Control Protocol)

1978-se lanseaza suita de protocoale TCP/IP, standardizata prin documentele RFC(Request For Comments)

1986-NSFNET-coloana vertebrala a Internetului Servicii de: e-mail, Transfer de fisiere(FTP), grupuri de stiri, 1988-servici de chat(IRC) 1990-apare navigarea prin aplicatia WWW(World Wide Web) 1997-apare prima placa standardizata pentru reele locale fara fir

Reele de calculatoare si sisteme distribuie

reeaua de calculatoare este o colectie interconectata de calculatoare autonome

Sistemul distribuit presupune ca resursele sunt distribuie calculatoarelor fara ca acestea sa-si pastreze autonomia

Scop&utilizari: partajarea resurselor(fizice, logice, date) fiabilitate& reducerea costurilor mediu de comunicare intre oameni acces la informatiide la distanta divertisment interactiv

Comunicarea

Moduri de comunicare in reea Comunicarea intre procese memorie partajata (shared memory)

semnale(signals)

conducte(pipes)

socluri(sockets)

Comutarea de circuite

mesaje

pachete

celule

Comunicarea prin mesaje(pachete) sincrona

asincrona

Notiuni primare

Legatura: conexiune realizata intre membrii reelei Nod:calculator al unei reele, avind asociata o adresa Resursa:programe, echipamente, date

Comunicatie:modul de a schimba informatii intre calculatoarele unei reele(folosind canale) Protocol: regulile prin care se realizeaza comunicatia Difuzare:trimiterea de informatii la mai multe calcuatoare(multicast) sau la toate(broadcast)

Pachet:modalitate de stocarea datelor

Tipuri de reele

Dup componente: omogene sau eterogene Dup dispunerea spatiala: PAN(Personal Area Network), pe d < zeci de metri LAN(Local Area Network) camera,cladire,campus, pe zeci de m

Reele cu difuzare

Reele punct la punct

Topologii

Topologii

Comunicarea folosind straturi

Protocoale de comunicatie-Straturi

Protocol de comunicatie

Pentru reducerea complexitatii proiectarii reelei activitatea de comunicare se organizeaza in straturi (niveluri)

ntr-o ierarhie pe/de niveluri

Interfata asigura comunicarea intre doua niveluri consecutive Serviciu furnizeaza functionalitatea unui nivel

Principiul de baza: ceea ce se primeste la destinatar la nivelul n este exact ceea ce se transmite la emitator la nivelul n

Protocoale-Straturi(niveluri)

Un strat trebuie sa aiba un anumit numar de functii care sa le indeplineasca. Aceste functii sunt indeplinite de entitati (ex: hardware, software)

Legatura dintre structuri se face prin punctele de acces la servicii PAS

Doua calculatoare legate in reea (noduri/hosturi) trebuie sa se supuna acelorasi reguli indiferent de modul de constructie sau programele care le folosesc.

Protocoale

Arhitectura de reea multimea de niveluri si de protocoale precum si topologia si modul de legare a nodurilor din reea

Stiva de protocoale multimea protocoalelor (pe toate nivelurile)

De ex: stiva TCP/IP(protocoalele: IP, ICMP, OSPF, RIP, TCP, UDP, SSH, FTP, HTTP, etc.)

Protocol

Transmiterea mesajelor:

Antetul (header) identifica fiecare nivel

Exista un specificator de terminare a mesajului(trailer)

Intre header si trailer exista stocat mesajul

Protocol

Probleme: identificarea emitatorilor & receptorilor stabilirea regulilor la transferul de date: comunicare simplex semiduplex fullduplex controlul erorilor reconstituirea ordinii corecte a mesajelor impartirea/asamblarea mesajelor multiplexarea gasirea drumului (dirijarea datelor routing)

Protocol

Tipuri de servicii: orientatconexiune serviciul telefonic Inainte de comunicarea propriu-zisa, trebuie stabilita o conexiune fara conexiune serviciul postal Nu necesita ca in prealabil sa se stabileasca o conexiune

Protocol

Fiecare serviciu este caracterizat prin calitatea sa: siguranta, confirmare,...

Un serviciu este specificat printr-un set de primitive disponibile: Request_Indication

Response_Confirm

ISO/OSI Internation Standard

Organisation/Open Sistem Interconnect

Modele de arhitecturi de reea OSI si TCP/IP

Nivelul fizic

Asigura mijloacele mecanice, electrice,

functionale si procedurile necesare

pentru accesul la mediul de

comunicatie.

Nivelul legatura de date-LAN Nivelul legaturii de date creaza transmisia intre nodurile

adiacente

Controlul erorilor intre nodurile adiacente

Accesul la mediu

Controlul fluxului

reele locale cu magistrala de difuzare Pentru mediile de transmisie care constitue canalul unde sunt

legati mai multi utilizatori, problemele care se pun in acest caz sunt legate de cazul in care avem mai multi utilizatori care doresc sa transmita printr-un singur mediu de transmisie.

Nivelul reea

Are ca funcie principala dirijarea pachetelor intre 2 sau mai multe noduri aflate in

comunicare in conditiile existentei de noduri

intermediare in reea.

Dirijarea pachetelor ctre destinatie se face prin utilizarea de adrese de statii unice la

nivel global, care sunt transferate ca

parametri de la nivelul transport.

Nivelul reea-Noduri

Nivelul transport

nivelul transport ofera legaturi virtuale end to end intre procese perechi, controleaza fluxul Realizeaza transferul transparent al datelor pe o legatura stabila asigurand un serviciu capat la capat (end to end) cu o integritate ridicata a datelor.

Acest lucru se realizeaza in esenta prin utilizarea de protocoale bazate pe confirmare, care implica transmisia, retransmisia si recuperarea erorilor.

Acest nivel are facilitati de:

- Control de flux

- Multiplexare

- Blocare (creare de blocuri)

Nivelul transport

Nivelul transport:

mecanism de verificare a comunicarii expeditor-destinatar(comunicare endtoend capat-la-capat) -ofera servicii orientate-conexiune & fara conexiune calitatea serviciilor (QoS Quality of Service): intirzierea in stabilirea conexiunii, probabilitatea de insucces la stabilirea conexiunii, rata de eroare,

-protectia, prioritatea, rezilienta (probabilitatea ca o conexiune sa se inchida din ratiuni interne)

Nivelul sesiune

Are rolul de a imparti activitatea de transfer intre A si

B in sesiuni de lucru. Nivelul sesiune: se refera

la probleme de stabilire de sesiuni (controlul

dialogului, sincronizarea, autentificarea)

Nivelul prezentare

Are rolul principal de prezentare a datelor

privind sintaxa lor si modul de codificare.

se ocupa de prezentarea atelor, codificindu-

le intr-un format standard (e.g., ASCII

Unicode)

Nivelul aplicatie

Functiile:

- Transfer fisiere

- Accesul si gestiunea fisierelor

- Posta electronica

- Servicii de terminal virtual

- Gestionarea

Majoritatea aplicatiilor sunt realizate acest nivel si ele folosesc servicii oferite de nivelele inferioare.

La trimitere datele se impacheteaza la fiecare nivel iar la receptie datele se despacheteaza eliminand antetele la fiecare nivel.

Performantele reelelor Performanta unei reele de calculatoare este masurata folosing doi

parametrii fundamentali:

- Lrgimea/limea de band (DEBIT) - Latena (INTARZIEREA) Lrgimea de band-rata datelor Este dat de numrul de bii care pot fi transmii pe reea ntr-o anumit

perioad de timp (viteza transfer de date). Latena Corespunde intervalului de timp maxim necesar unui bit de a se propaga

de la o extremitate la alta a reelei i se exprim n uniti de timp. In unele cazuri este cu mult mai important s se cunoasc intervalul de

timp necesar pentru a transmite un bit de la un capat la altul al reelei i napoi dect latena ntr-un singur sens.

Acest parametru (dus-intors) poart denumirea de RTT Round Trip Time. Deseori latena este conceput ca avnd 3 componente: Latena = tp (d/viteza luminii) + tt (dimensiunea pachetului / lrgimea de

band) + tcozi(ntrzierea n cozile de ateptare) , unde: d este distanta intre noduri(lungimea cablului);

tp este timpul de propagare

tt este timpul de transmitere

Reele de calculatoare

Intrebari?