retele de calculatoare_editia_a4a

Click here to load reader

Post on 16-Jul-2015

972 views

Category:

Internet

28 download

Embed Size (px)

TRANSCRIPT

  • Reele de calculatoare E D I I A A P A T R A

    Andrew S. Tanenbaum Universitatea Vrijie

    Amsterdam, Olanda

    2003 Byblos srl, www.byblos.ro

  • Traducere: Colectivul de coordonare:

    prof. dr. ing. Valentin Cristea prof. dr. ing. Eugenia Kalisz prof. dr. ing. Nicolae pu

    Colectivul de traductori: as.ing. Ana Vrbnescu stud. Corina Stratan prep. ing. Sabina erbu ing. Mihaela Negru prep. ing. Natalia Costea as. ing. Rzvan Rughini prep. ing. Liviu Dragomirescu stud. Octavian Udrea stud. Bogdan Viinescu ing. Mihaela Nea stud. Vlad Sima stud. Ctlin Crstoiu stud. Mihai Mircea stud. Cristi Orban stud. Ozana Dragomir stud. Andrei Agapi stud. Ana Maria Oprescu stud. Ionu Frujin stud. Gabi Ghini stud. Paul Chiri ing. Raluca Busurca stud. Vlad Panait ing. Octavian Purdil stud. Radu Niculi stud. Ctlin Coman

    Pregtire, design, producie: Mihai Scoraru, Claudiu Soroiu, Adrian Pop

    Editat de BYBLOS s.r.l., 2003 Bucureti, Str. Constantin Rdulescu Motru 13/42, Tel: +40-(0)21-3309281

    Sub licen Pearson Education, Inc. dup: Computer Networks, 4th ed. de Andrew S. Tanenbaum

    2003, 1996 by Pearson Education, Inc., Prentice-Hall PTR Upper Saddle River, New Jersey 07458

    Tiprit n Romnia, la MASTER DRUCK, 3400 Cluj-Napoca, Str. Liebknecht 2, Tel: +40-(0)264-432497

    ISBN: 973-0-03000-6

    Toate drepturile sunt rezervate. Nici o parte a acestei cri nu poate fi reprodus, ntr-o form sau printr-un mijloc oarecare, fr permisiunea scris a editorului.

    Toate numele produselor menionate aici sunt mrci nregistrate ale respectivilor proprietari.

  • Reele de calculatoare E D I I A A P A T R A

    Pentru Suzanne, Barbara, Marvin i n memoria lui Bram i a lui Sweetie

  • Alte titluri de mare succes ale lui Andrew S. Tanenbaum: Sisteme distribuite: principii i paradigme Aceast nou carte, scris mpreun cu Maarten van Steen, prezint att principiile, ct i para-digmele sistemelor distribuite moderne. n prima parte sunt tratate n detaliu principiile de co-municare, procesele, numele, sincronizarea, consistena i replicarea, tolerana la erori i securi-tatea. n cea de-a doua parte se trece la prezentarea unor paradigme diferite folosite pentru crearea sistemelor distribuite, inclusiv sisteme bazate pe obiecte, sisteme distribuite de fiiere, sisteme bazate pe documente i sisteme bazate pe coordonare. Sunt discutate pe larg numeroa-se exemple. Sisteme de operare moderne, ediia a doua Acest text de mare succes prezint n detaliu principiile sistemelor de operare i le ilustreaz cu ajutorul a numeroase exemple inspirate din lumea real. Dup un prim capitol introductiv, ur-mtoarele cinci capitole trateaz conceptele de baz: procese i fire de execuie, situaii de bloca-re, gestiunea memoriei, operaii de intrare/ieire. Urmtoarele ase capitole trateaz noiuni mai avansate, incluznd sisteme multimedia, sisteme multiprocesor, securitate. La sfritul crii sunt prezentate dou studii de caz detaliate: UNIX/Linux i Windows 2000. Organizarea structurat a calculatoarelor, ediia a patra Aceast carte clasic, citit n lumea ntreag i ajuns acum la cea de-a patra ediie, furnizeaz introducerea ideal n studiul arhitecturii calculatoarelor. Subiectul este prezentat ntr-o manier uor de neles ncepnd cu prezentarea conceptelor de baz. Exist un capitol dedicat ncepto-rilor care prezint logica digital, urmat de capitole n care sunt prezentate microarhitectura, se-tul de instruciuni de la nivelul arhitecturii, sistemele de operare, limbajul de asamblare i arhitecturile paralele de calculatoare. Sisteme de operare: proiectare i implementare, ediia a doua Acest text despre sisteme de operare, scris mpreun cu Albert S. Woodhull, este singura carte ce acoper att principiile sistemelor de operare ct i aplicaiile acestora la un sistem real. Sunt tra-tate n detaliu toate subiectele tradiionale legate de sistemele de operare. n plus, principiile sunt ilustrate cu grij de MINIX, un sistem de operare gratuit, de tip UNIX, pentru calculatoare personale. Fiecare carte conine un CD-ROM care conine sistemul MINIX complet (cod binar i surs). Codul surs este prezentat ntr-o anex a crii i este explicat n detaliu n text.

  • v

    CUPRINS

    PREFA XVII

    1. INTRODUCERE 1 1.1 UTILIZRILE REELELOR DE CALCULATOARE 2

    1.1.1 Aplicaii comerciale 3 1.1.2 Aplicaii domestice 5 1.1.3 Utilizatorii mobili 9 1.1.4 Aspecte sociale 11

    1.2 HARDWARE-UL REELEI 13 1.2.1 Reele locale 15 1.2.2 Reele metropolitane 16 1.2.3 Reele larg rspndite geografic 17 1.2.4 Reele fr fir 19 1.2.5 Reelele casnice (Home networks) 21 1.2.6 Inter-reelele 23

  • vi CUPRINS

    1.3 PROGRAMELE DE REEA 24 1.3.1 Ierarhiile de protocoale 24 1.3.2 Probleme de proiectare a nivelurilor 28 1.3.3 Servicii orientate pe conexiuni i servicii fr conexiuni 29 1.3.4 Primitive de serviciu 31 1.3.5 Relaia dintre servicii i protocoale 33

    1.4 MODELE DE REFERIN 34 1.4.1 Modelul de referin OSI 34 1.4.2 Modelul de referin TCP/IP 37 1.4.3 O comparaie ntre modelele de referin OSI i TCP 40 1.4.4 O critic a modelului i protocoalelor OSI 41 1.4.5 O critic a modelului de referin TCP/IP 43

    1.5 EXEMPLE DE REELE 44 1.5.1 Internet 44 1.5.5 Reele orientate pe conexiune 53 1.5.3 Ethernet 59 1.5.4 Reele fr fir: 802.11 61

    1.6 STANDARDIZAREA REELELOR 64 1.6.1 Whos Who n lumea telecomunicaiilor 64 1.6.2 Whos Who n lumea standardelor internaionale 66 1.6.3 Whos Who n lumea standardelor Internet 68

    1.7 UNITI DE MSUR 69

    1.8 RESTUL CRII N REZUMAT 70

    1.9 REZUMAT 71

    1.10 PROBLEME 72

    2. NIVELUL FIZIC 77 2.1 BAZELE TEORETICE ALE COMUNICRII DE DATE 77

    2.1.1 Analiza Fourier 78 2.1.2 Semnalele cu band de frecven limitat 78 2.1.3 Viteza maxim de transfer de date a unui canal 81

  • CUPRINS vii

    2.2 MEDII DE TRANSMISIE GHIDAT 82 2.2.1 Medii magnetice 82 2.2.2 Cablul torsadat 83 2.2.3 Cablu Coaxial 84 2.2.4 Fibre optice 84

    2.3 COMUNICAIILE FR FIR 90 2.3.1 Spectrul electromagnetic 91 2.3.2 Transmisia radio 93 2.3.3 Transmisia prin microunde 94 2.3.4 Undele infraroii i milimetrice 97 2.3.5 Transmisia undelor luminoase 97

    2.4 SATELII DE COMUNICAIE 98 2.4.1 Satelii geostaionari 99 2.4.2 Satelii de altitudine medie 103 2.4.3 Satelii de joas altitudine 103 2.4.4 Sateliii n comparaie cu fibrele optice 105

    2.5 SISTEMUL TELEFONIC 107 2.5.1 Structura sistemului telefonic 107 2.5.2 Politica din domeniul telefonic 110 2.5.3 Bucla local: Modemuri, ADSL i transmisia fr fir 112 2.5.4 Trunchiuri i multiplexare 123 2.5.5 Comutarea 132

    2.6 SISTEMUL DE TELEFONIE MOBIL 136 2.6.1 Prima generaie de telefoane mobile: Voce analogic 137 2.6.2 A doua generaie de telefoane mobile: Voce digital 141 2.6.3 A treia generaie de telefoane mobile: Voce digital i date 149

    2.7 TELEVIZIUNEA PRIN CABLU 151 2.7.1 Televiziune prin antena colectiv 151 2.7.2 Internet prin cablu 152 2.7.3 Alocarea de spectru 154 2.7.4 Modemuri de cablu 155 2.7.5 Comparaie ntre ADSL i cablu 157

    2.8 REZUMAT 158

  • viii CUPRINS

    2.9 PROBLEME 159

    3. NIVELUL LEGTUR DE DATE 165 3.1 ASPECTE ALE PROIECTRII NIVELULUI LEGTUR DE DATE 166

    3.1.1 Servicii oferite nivelului reea 166 3.1.2 ncadrarea 169 3.1.3 Controlul erorilor 172 3.1.4 Controlul fluxului 173

    3.2 DETECTAREA I CORECTAREA ERORILOR 173 3.2.1 Coduri corectoare de erori 174 3.2.2 Coduri detectoare de erori 176

    3.3 PROTOCOALE ELEMENTARE PENTRU LEGTURA DE DATE 179 3.3.1 Un protocol simplex fr restricii 183 3.3.2 Un protocol simplu Stop-and-Wait (pas-cu-pas) 184 3.3.3 Un protocol simplex pentru un canal cu zgomote 186

    3.4 PROTOCOALE CU FEREASTR GLISANT 189 3.4.1 Un protocol cu fereastr glisant de un bit 191 3.4.2 Un protocol de revenire cu n pai (Go Back n) 194 3.4.3 Un protocol cu repetare selectiv 199

    3.5 VERIFICAREA PROTOCOALELOR 204 3.5.1 Modele de tip automat finit 204 3.5.2 Modele de tip reea Petri 207

    3.6 EXEMPLE DE PROTOCOALE ALE LEGTURII DE DATE 209 3.6.1 HDLC - Controlul de nivel nalt al legturii de date 209 3.6.2 Nivelul legturii de date n Internet 212

    3.7 REZUMAT 216

    3.8 PROBLEME 217

  • CUPRINS ix

    4. SUBNIVELUL DE ACCES LA MEDIU 223 4.1 PROBLEMA ALOCRII CANALULUI 224

    4.1.1 Alocarea static a canalului n reelele LAN i MAN 224 4.1.2 Alocarea dinamic a canalului n reelele LAN i MAN 225

    4.2 PROTOCOALE CU ACCES MULTIPLU 226 4.2.1 ALOHA 226 4.2.2 Protocoale cu acces multiplu i detecie de purttoare 230 4.2.3 Protocoale fr coliziuni 233 4.2.4 Protocoale cu conflict limitat 235 4.2.5 Protocoale cu acces multiplu cu divizarea frecvenei 238 4.2.6 Protocoale pentru reele LAN fr fir 241

    4.3 ETHERNET 243 4.3.1 Cablarea Ethernet 244 4.3.2 Codificarea Manchester 247 4.3.3 Protocolul subnivelului MAC Ethernet 248 4.3.4 Algoritmul de regresie exponenial binar 250 4.3.5 Performanele Ethernet-ului 251 4.3.6 Ethernetul comutat 253 4.3.7 Ethernet-ul rapid 254 4.3.8 Ethernetul Gigabit 257 4.3.9 IEEE 802.2: Controlul legturilor logice 260 4.3.10 Retrospectiva Ethernetului 261

    4.4 REELE LOCALE FR FIR 262 4.4.1. Stiva de protocoale 802.11 262 4.4.2. Nivelul fizic al 802.11 263 4.4.3 Protocolul subnivelului MAC al 802.11 265 4.4.4 Formatul cadrului 802.11 269 4.4.5 Servicii 270

    4.5 REELE FR FIR DE BAND LARG 271 4.5.1 Comparaie ntre 802.11 i 802.16 272 4.5.2 Stiva de protocoale 802.16 273 4.5.3 Nivelul fizic 802.16 274 4.5.4 Protocolul subnivelului MAC la 802.16 276 4.5.5 Structura cadrului 802.16 278

  • x CUPRINS

    4.6 BLUETOOTH 278 4.6.1 Arhitectura Bluetooth 279 4.6.2 Aplicaii Bluetooth 280 4.6.3 Stiva de protocoale Bluetooth 281 4.6.4 Nivelul Bluetooth radio 282 4.6.5 Nivelul band de baz Bluetooth 283 4.6.6 Nivelul L2CAP Bluetooth 284 4.6.7 Structura cadrului Bluetooth 284

    4.7. COMUTAREA LA NIVEL