reţele de calculatoare - bookcad · pdf file04.01.2011 reţele de calculatoare 4 1. ce este...
TRANSCRIPT
Reţele de calculatoare
Lect. Adrian Runceanu
Universitatea “Constatin Brâncuşi” Târgu-Jiu
Facultatea de Inginerie
Catedra de Automatică şi Stiinte Aplicate
An şcolar 2010-2011
04.01.2011 Reţele de calculatoare 2
Curs 9
Protocoale şi adrese de
reţea
04.01.2011 Reţele de calculatoare 3
Protocoale şi adrese de reţea
1. Ce este un protocol
2. Cele patru categorii principale de protocoale:
2.1. TCP/IP
2.2. IPX/SPX
2.3. NetBIOS / NetBEUI
2.4. Apple Talk
3. Adrese de reţea
04.01.2011 Reţele de calculatoare 4
1. Ce este un protocol
Reprezintă un standard sau o convenţie
asupra modului de desfăşurare a unui
anumit lucru – în cazul reţelelor:
protocoalele permit calculatoarelor să
comunice între ele printr-un limbaj comun.
Prin protocol se înţelelge o suită (stivă)
de protocoale ce lucrează împreună (de
exemplu TCP/IP)
04.01.2011 Reţele de calculatoare 5
Protocoalele nu sunt identice din punctul de vedere: al eficienţei,
vitezei de lucru,
consumului de resurse (în funcţie de dimensiunea header-ului, de exemplu),
uşurinţei în instalare,
uşurinţei în administrare
diferenţele sunt date: de tipul reţelei,
tipul infrastructurii acesteia (un singur segment sau mai multe, separate printr-un ruter),
dacă protocolul este rutabil sau nu, de tipul clienţilor din reţea (Microsoft Windows, Novell Netware, Apple Talk,
tipul de echipamente existent în reţea
si modul cum este utilizat protocolul.
04.01.2011 Reţele de calculatoare 6
Sarcinile şi activităţile asociate diferitelor
nivele ale modelului OSI sunt îndeplinite
de către protocoale:
de exemplu, segmentarea datelor la nivelul de
transport,
adresarea logică la nivelul de reţea,
construirea cadrelor la nivelul legăturilor de
date)
Modelul OSI este intangibil, nu reprezintă o
componentă de reţea, este numai un ghid
pentru proiectarea şi administrarea reţelelor.
04.01.2011 Reţele de calculatoare 7
Protocoale reţea
1. Ce este un protocol
2. Cele patru categorii principale de protocoale:
2.1. TCP/IP
2.2. IPX/SPX
2.3. NetBIOS / NetBEUI
2.4. Apple Talk
3. Adrese de reţea
04.01.2011 Reţele de calculatoare 8
2. Cele patru suite principale de
protocoale 2.1. TCP/IP (Transport Control Protocol / Internet Protocol)
Cel mai răspândit protocol – limbajul Internetului
2.1.1. Prezentare generală
Reprezintă o suită de protocoale – cuprinde un număr de protocoale care lucrează împreună, pentru a asigura diferite componente ale funcţionalităţii reţelei;
Dezvoltat de DoD(Department Of Defense) la sfârşitul anilor ’60, pentru reţeaua ARPANet;
Este “cross-platform” – poate să comunice cu diferite tipuri de calculatoare care suportă TCP/IP (PC,Unix,MacIntosh);
Standardul “de facto” al Internetului – nu este vorba de un standard formalizat, ci de un standard adoptat de toată lumea.
04.01.2011 Reţele de calculatoare 9
2.1.2. Modelul OSI şi modelul TCP/IP
Modelul OSI – un ghid pentru proiectarea infrastructurii unei reţele şi
a protocoalelor de reţea
Fiecare suită de protocoale are propriul model, care defineşte
funcţionalitatea reţelei în interiorul suitei de protocoale
Modelul TCP/IP – modelul lumii reale.
GUI
Protocoalele FTP, HTTP,Telnet
Stabilirea conexiunii, asigurarea conexiunii “end-to-end”
Protocoalele: TCP, UDP
Adresarea logică – adrese IP
Protocolul: IP
Formatarea datelor, plasarea
informaţiei pe cablu
04.01.2011 Reţele de calculatoare 10
2.1.2 Principalele protocoale ale suitei TCP/IP
Internet Ptotocol – IP
Functioneaza la nivelul Internet al modelului TCP/IP
Asigura informatia despre cum si unde trebuie livrate datele:
Adresa sursei
Adresa destinatiei
Cum trebuie livrata informatia
Protocol fara conexiune – nu este sigur si nu garanteaza
livrarea datelor
Este protocolul care aloca adrese logice gazdelor (adrese IP):
- automat, prin intermediul serverului DHCP
- manual prin introducerea unei adrese IP
04.01.2011 Reţele de calculatoare 11
Transmission Control Protocol - TCP
Funcţioneză la nivelul de transport al
modelului TCP/IP
Protocol orientat pe conexiune, ceea ce
înseamnă că, înainte ca TCP să transmită
date, conexiunea trebuie să fie stabilită
Este un protocol sigur, compensând
astfel lipsa conexiunii şi siguranţa redusă
din protocolul IP
04.01.2011 Reţele de calculatoare 12
User Datagram Protocol – UDP Protocol fără conexiune nu este garantată
livrarea datelor
Header(antet) minim
Rapid şi eficient
Comparaţie între TCP şi UDP pe modelul
transmiterii poştei:
scrisoarea trimisă nu se ştie dacă a ajuns
sau nu la destinaţie = UDP
scrisoarea, cu confirmare de primire trimisă
la recepţie confirmare de primire = TCP
04.01.2011 Reţele de calculatoare 13
Exemplu de utilizare UDP (rapid şi eficient)
pentru “streaming audio/video”.
Deşi pe ecran mai apar deformări sau
întreruperi, calitatea de ansamblu a prezentării nu
este afectată.
TCP ar cere retransmiterea pachetelor
pierdute !!! Idem pt. Broadcast – transmisie rapidă şi eficientă
04.01.2011 Reţele de calculatoare 14
File Transfer Protocol – FTP
Protocol orientat pe conexiune – conexiunea trebuie să fie
stabilită pentru a transfera fişiere între server-ul FTP şi
clientul FTP
Trimite şi recepţionează fişiere via TCP/IP
Constă dintr-un client şi un server
Transferă fişiere simplu şi eficient !
Permite stabilirea unei conexiuni (prin intermediul unui
program existent pe desktop) cu server-ul FTP, după care
transferă fişierul într-un mod orientat pe conexiune.
04.01.2011 Reţele de calculatoare 15
HyperText Transfer Protocol – HTTP
Reprezintă alt mod de transfer fişiere (există situaţii
când se oferă ambele posibilităţi de transfer fişiere, în
cazul când există un firewall, care va opri un anumit tip
de trafic, de exemplu blochează traficul FTP)
Asigură traficul web
Este neorientat pe conexiune
04.01.2011 Reţele de calculatoare 16
Simple Mail Transfer Protocol – SMTP
Transferă e-mail între servere de pe Internet sau
din alte reţele bazate pe TCP/IP sau de la client
la server-ul de e-mail
Utilizează o metodă simplăde cerere şi răspuns
la transferul mesajelor
04.01.2011 Reţele de calculatoare 17
2.1.3. PORT
Punct final al unei conexiuni logice
Porturile asigură accesul la servicii specifice,
atunci când se face conectarea la o adresă IP:
Conectare la server web
Conectare la server FTP
04.01.2011 Reţele de calculatoare 18
Pentru ca PC-ul să se conecteze la un
server web, el se conectează la o adresă IP.
Dar trebuie specificat şi portul la care se
doreşte conectarea.
De exemplu, dacă se precizează portul 80,
clientul solicită aplicaţiile de pe server care
asigură servicii web.
Dacă pe acelaşi server sunt disponibile şi
servicii FTP (serverul având aceeaşi adresă
IP), trebuie precizat alt port.
04.01.2011 Reţele de calculatoare 19
Portul este utilizat numai în context cu o
anumită adresă IP.
De exemplu:
Aceeaşi adresă IP :
192.168.1.10 : 80 - HTTP servicii web
192.168.1.10 : 21 - FTP trafic FTP
04.01.2011 Reţele de calculatoare 20
Se pune problema “de unde ştie numărul portului ?”
În fapt există aşa numitele porturi “well known”, având valori cuprinse între 0 - 1023, definite iniţial de RFC 1700, declarat “obsolete” de RFC 3232, fiind actualmente înlocuit cu o bază de date on-line, ce poate fi accesată la adresa site-ului oficial al “Internet Assigned Numbers Authority” (IANA):
http://www.iana.org/assignements/port-numbers
Numerele porturilor sunt împărţite în trei categorii:
Well known ports 0 – 1023, alocate de IANA
Registered ports 1024 – 49151
Dynamic and/or private ports 49152 - 65535
04.01.2011 Reţele de calculatoare 21
Întotdeauna serviciul HTTP va fi asociat portului “well known” 80, deci nu trebuie specificat.
Similar:
21 – FTP
23 – Telnet
25 – SMTP
53 – DNS
118 – Servicii SQL
143 – IMAP
443 – HTTPS
04.01.2011 Reţele de calculatoare 22
Deoarece în adresa (care este aceeaşi) se
precizează protocolul (ftp:// ...), automat
acestei cereri îi este asociat portul 21 de pe
server.
Se stabileşte o conexiune şi apoi poate fi
transferat fişierul.
Similar cererii “http:// ...“ îi este asociat
portul 80,
respectiv portul 25 pentru e-mail
04.01.2011 Reţele de calculatoare 23
Un server poate “asculta” simultan la mai multe
porturi.
04.01.2011 Reţele de calculatoare 24
Este posibilă schimbarea numerelor porturilor
utilizate, de exemplu, pe server-ul care
găzduieşte o pagină de web să-i fie alocat portul
8080 (pentru a asigura un minim de securitate).
Există disponibile 65536 porturi !
La solicitarea serviciului http://..., automat i se
asociază portul 80 eroare !
Corect, numai cunoscând numărul portului se
poate solicita serviciul:
http://www.... : 8080
04.01.2011 Reţele de calculatoare 25
2.1.4. TCP/IP – Adrese IP TCP/IP lucrează într-un “spaţiu” de adrese de
32 biţi > 4 miliarde de adrese IP disponibile
(32 biţi 232 adrese posibile = 4.294.967.296)
Fiecare adresă este împărţită în 4 octeţi, scrisă în format zecimal
Domeniul maxim de valori pentru un octet este 0 – 255 (prima valoare corespunzând situaţiei când toţi biţii sunt 0, iar a doua când toţi biţii sunt 1).
Exemple:
63.24.100.240 - adresă IP validă
63.24.310.240 - adresă IP invalidă
04.01.2011 Reţele de calculatoare 26
Adresa IP are două componente:
Identificatorul de reţea (Network ID) –
identifică reţeaua căreia îi aparţine
gazda;
Identificatorul de gazdă (Host ID) –
este o adresă individuală, unică în
cadrul reţelei respective, alocată
gazdei;
Două gazde care au în adresa lor IP
acelaşi identificator de reţea, se află pe
aceeaşi reţea.
04.01.2011 Reţele de calculatoare 27
Determinarea punctului de separaţie între cei doi identificatori ai adresei IP se face cu ajutorul măştii de subreţea (Subnet Mask)
Masca de subreţea (care este o adresă tot de 32 biţi) permite determinarea modului cum sunt utilizaţi biţii din adresa IP: porţiunea din masca de subreţea care are biţii 1, indică
identificatorul de reţea.
Exemplu:
04.01.2011 Reţele de calculatoare 28
04.01.2011 Reţele de calculatoare 29
Ruterul are câte o interfaţă de reţea pt. fiecare reţea adrese IP pentru
fiecare interfaţă
04.01.2011 Reţele de calculatoare 30
Poartă implicită (default gateway) reprezintă de fapt
ruterul, care asigură comunicaţia între reţele.
La configurarea proprietăţilor TCP/IP pentru primul
calculator:
Acestea sunt cele trei elemente necesare pt.
comunicarea într-o reţea TCP/IP
04.01.2011 Reţele de calculatoare 31
Pentru Windows 2000 (dar similar şi pentru alte S.O) setarea celor trei adrese: My Network Places Properties clic pe denumirea
interfeţei de reţea ce se doreşte configurată Properties Internet Protocol (TCP/IP) Properties Use the following IP address introducerea manuală a datelor pentru cele trei adrese OK
Dacă este instalat server-ul DHCP (Dynamic Host Configuration Protocol) se poate obţine o adresă IP automat.
Poarta implicită (Default Gateway) asigură posibilitatea comunicării în afara reţelei proprii – un loc unde să fie trimise datele (ruter), a cărui sarcină în continuare este de a găsi calea către destinaţia finală.
04.01.2011 Reţele de calculatoare 32
Protocoale reţea
1. Ce este un protocol
2. Cele patru categorii principale de protocoale:
2.1. TCP/IP
2.2. IPX/SPX
2.3. NetBIOS / NetBEUI
2.4. Apple Talk
3. Adrese de reţea
04.01.2011 Reţele de calculatoare 33
2.2. IPX/SPX – Internetwork Packet Exchange/
Sequence Packet Exchange
Suită de protocoale (asemănătoare TCP/IP),
dezvoltată iniţial de Xerox în anii ’70 şi adoptată de
Novell în anii ’80
Este utilizat în reţelele locale Novell Netware
Obs. Începând cu versiunea 5.0, Novell netware
utilizează suita TCP/IP ca protocol implicit.
04.01.2011 Reţele de calculatoare 34
04.01.2011 Reţele de calculatoare 35
2.2.1. IPX – Internetwork Packet Exchange
Lucrează la nivelul de reţea al modelului OSI;
Asemeni IP, este un protocol fără conexiune;
Siguranţa transmisiei este asigurată de protocolul de nivel superior SPX.
2.2.2. SAP – Service Advertising Protocol
Utilizat de serverele Netware pt. a anunţa serviciile pe care le oferă;
Implicit, anunţurile sunt transmise la fiecare 60 secunde adaugă extratrafic reţelei.
04.01.2011 Reţele de calculatoare 36
2.2.3. NCP – Netware Core Protocol
Gestionează cererile de servicii (File/Print)
Lucrează la nivelele de prezentare şi sesiune ale modelului OSI
Funcţia principală: este o componentă de transfer între un client (de exemplu Windows NT sau Windows 2000) ce accesează un server Netware
2.2.4. Adresarea în IPX/SPX
Ca şi la TCP/IP, adresele constau din două părţi:
adresa reţelei – alocată de administrator la instalarea
server-ului – 8 biţi adresă hexazecimală. Exemplu:
0000AABB
adresa nodului – este adresa MAC a dispozitivului
respectiv
Exemplu de adresă completă: 0000AABB : 03 C0 2F 60 93 F7
04.01.2011 Reţele de calculatoare 37
Protocoale reţea
1. Ce este un protocol
2. Cele patru categorii principale de protocoale:
2.1. TCP/IP
2.2. IPX/SPX
2.3. NetBIOS / NetBEUI
2.4. Apple Talk
3. Adrese de reţea
04.01.2011 Reţele de calculatoare 38
2.3. NetBIOS – Network Basic Input / Output
System Dezvoltat de IBM şi ulterior adoptat de Microsoft
Este un protocol foarte rapid şi eficient, dar nu este rutabil
utilizat pt. reţele mici Windows NT şi Windows 2000 pentru
identificarea calculatoarelor din reţea (după numele NetBIOS)
Numele NetBIOS =< 15 caractere, iar al 16-lea caracter este
un număr hexazecimal, ce reprezintă tipul serviciului oferit de
respectivul calculator
Servicii oferite de NetBIOS:
Name Service – la instalarea unui S.O. Windows
calculatorului i se alocă un nume NetBIOS
Session Service – serviciu orientat pe conexiune, ce
permite stabilirea de conexiuni secvenţiale pentru schimbul
de date, analog TCP
Datagram Service – serviciu fără conexiune, analog IP.
04.01.2011 Reţele de calculatoare 39
NetBEUI – NetBIOS Extended User Interface
Formă înbunătăţită a NetBIOS, ce furnizează un cadru
(frame) formalizat pentru transmisia de date;
Este eficient şi rapid, uşor de instalat (nu necesită
introducerea manuală a adreselor nodurilor reţelei;
Nu est rutabil;
Este adecvat reţelelor mici, cu un segment;
Funcţionează pe bază de broadcast, care nu trece de
rutere;
Din punctul de vedere al adresării, numele NetBIOS
reprezintă adrese.
04.01.2011 Reţele de calculatoare 40
Exemplu:
Presupunem o reţea cu 10 calculatoare.
Dacă PC1 vrea să comunice cu PC2, trimite un
broadcast, iar PC2 îi răspunde cu adresa sa
MAC, după care cele două calculatoare pot
comunica direct
04.01.2011 Reţele de calculatoare 41
Protocoale reţea
1. Ce este un protocol
2. Cele patru categorii principale de protocoale:
2.1. TCP/IP
2.2. IPX/SPX
2.3. NetBIOS / NetBEUI
2.4. Apple Talk
3. Adrese de reţea
04.01.2011 Reţele de calculatoare 42
2.4. Apple Talk
Dezvoltat de Apple Computers pentru a oferi facilităţi
educaţionale sau grafice;
Reţelele Apple Talk sunt separate în grupuri logice,
denumite zone;
O reţea poate conţine mai multe zone, dar fiecare nod
poate aparţine unei singure zone.
04.01.2011 Reţele de calculatoare 43
Staţiile de lucru sunt MacIntosh;
Zonele trebuie să fie alăturate. Chiar dacă două
calculatoare nu sunt pe acelaşi cablu, ele pot fi în
aceeaşi zonă;
Este un alt concept de gestionare a reţelei.
2.5.1. Adresarea în reţelele Apple Talk Adresarea este foarte simplă: adresele sunt alocate
dinamic (automat) atunci când se conectează iniţial la
reţea.
Fiecare server are un grup (pool) de adrese
disponibile pentru a fi alocate fiecărui calculator, atunci
când acesta se conectează.
Nici utilizatorii, nici administratorul nu face alocări de
adrese.
04.01.2011 Reţele de calculatoare 44
Protocoale reţea
1. Ce este un protocol
2. Cele patru categorii principale de protocoale:
2.1. TCP/IP
2.2. IPX/SPX
2.3. NetBIOS / NetBEUI
2.4. Apple Talk
3. Adrese de reţea
04.01.2011 Reţele de calculatoare 45
Adresarea MAC prezinta avantaje la nivelul fizic si legatura de date dar problema se complica in cazul nivelelor superioare.
In retelele mari, atunci cand exista mai multe retele locale interconectate prin echipamente de rutare, identificarea dispozitivelor nu se poate face in acest mod deoarece alocarea adreslor MAC nu respecta o anumita ordine, fiind asociata direct interfetei hardware.
Mai mult, un dispozitiv se poate gasi la momente diferite in retele diferite (notebook-uri, de exemplu) iar ruterele nu pot sa localizeze un dispozitiv in mai multe locatii.
04.01.2011 Reţele de calculatoare 46
Adresele MAC sunt asociate in mod direct interfetei fizice si deci sunt relocate odata cu acestea.
Din acest motiv s-a introdus un alt mod de adresare, independent de dispozitiv, care permite localizarea unei adrese in mod unic, din aproape in aproape, in mod asemanator cu localizarea adreselor postale: tara, oras, strada, numar.
Aceste tipuri de adrese su numesc adrese Internet numerice, adrese de retea sau adrese IP (Internet Protocol).
04.01.2011 Reţele de calculatoare 47
Pentru a putea fi identificate in cadrul retelei,
sistemele interconectate (gazde sau host–uri) trebuie
sa poata fi localizate printr-o adresa unica.
In scurta istorie a Internetului s-au folosit mai multe
sisteme de adresare si mai multe modalitati de
specificare a acestora.
In prezent specificarea unei adrese se poate face in
doua moduri:
specificare numerica, prin siruri de numere, numita
adresare IP;
specificare de domenii/subdomenii/nume, prin succesiuni
de campuri literale despartite prin punct, numita si adresare
literala. Aceasta este utilizata pentru accesarea serviciilor
Internet si este asociata cu interactiunea cu operatorul uman.
04.01.2011 Reţele de calculatoare 48
Întrebări?