Titular de curs : Tudor Bragaru http: //i moodle.usm.md Pentru uz individual UNIVERSITATEA DE STAT DIN MOLDOVA Nu este permisa copierea/amplasarea parţiala/integrală pe nici un site Titular de curs : Tudor Bragaru Titular de curs şi autor: Tudor Bragaru, dr., conf. univ. tel. 57-77-56 / 57-74-88 e-mail_1 [email protected]Ciclul I Reţele de Calculatoare (RC) 1.1. Reţele de calculatoare: concept și clasificare
This document is posted to help you gain knowledge. Please leave a comment to let me know what you think about it! Share it to your friends and learn new things together.
Transcript
Titular de curs: T
udor Bragaru
http
://im
oodl
e.us
m.m
d
Pen
tru
uz
ind
ivid
ual
UNIVERSITATEA DE STAT DIN MOLDOVAN
u e
ste
per
mis
a co
pie
rea/
amp
lasa
rea
par
ţial
a/in
tegr
ală
pe
nic
i un
sit
e
Titular de curs: T
udor Bragaru
Titular de curs şi autor: Tudor Bragaru, dr., conf. univ. tel. 57-77-56 / 57-74-88
Prezentarea este destinată strict pentru uz individual.
Orice altă utilizare nu este permisă fără acordul scris al autorului, inclusiv copierea,
distribuirea, dezvăluirea către terţi, amplasarea pe un alt site etc.
Pentru utilizarea necorespunzătoare contravenienţilor sunt aplicabile sancţiuni
legale prevăzute de legislaţia Republicii Moldova.
06.08.2014 2Concept şi clasificare reţele
Titular de curs: T
udor Bragaru
Titular de curs: T
udor Bragaru
Ce trebuie să ştim/să putem:
1. Să relateze despre descoperirile şi jaloanele de bază ale evoluţiei RC şi Internetului.
2. Să definească conceptele de reţea, subreţea, interreţea, componentele de bază şi caracteristicile lor.
3. Să deosebească diverse clase de reţele după aria de acoperire, viteză, mediul de transmisie, metode de acces, apartenenţă etc.
4. Să întemeieze diversitatea obiectivă a RC şi utilizării lor de către persoane juridice/firme şi persoane fizice.
5. Să demonstreze necesitatea aplicării RC în activitatea umană la nivel personal, corporativ, social.
06.08.2014 3Concept şi clasificare reţele
Titular de curs: T
udor Bragaru
Titular de curs: T
udor Bragaru
1. Succint istoric.
2. Conceptul de RC.
3. Caracteristici de bază RC.
4. Servicii oferite de RC.
5. Utilizările şi vulnerabilităţile RC.
6. Hardware şi Software de reţea.
7. Reţele cablate şi reţele fără fir (mediul de transmisie).
8. Reţele publice şi private; Reţele de diferită viteză.
9. Reţele PAN, LAN, MAN, WAN/GAN).
10.Reţele cu acces probabilistic, determinist, gestionat.
11. Interacţiunea cu SO: reţele P2P şi client-sever.
12.Modelele de comutare (circuite, mesaje, pachete, celule).
Agenda
06.08.2014 4Concept şi clasificare reţele
Titular de curs: T
udor Bragaru
Titular de curs: T
udor BragaruConceptul de reţea
Nu există o definiţie unică acceptabilă pentru toate tipurile de reţele. Însă toate aspectele generale ale unei reţele sunt cuprinse în definiţiile a două tipuri de reţele, LAN şi WAN.
06.08.2014 5Concept şi clasificare reţele
Titular de curs: T
udor Bragaru
Titular de curs: T
udor Bragaru
Definiţie RC
O reţea de calculatoare (zisă şi reţea informatică, network sau sistem distribuit slab conectat) constă din:
1. două sau mai multe calculatoare autonome
2. interconectate cu ajutorul unor linii de comunicaţie
3. în scopul utilizării în comun a resurselor partajate, asociate calculatoarelor din reţea: • fizice (hardware), • logice (software de bază şi aplicaţii) • şi informaţionale (baze de date, fişiere)
06.08.2014 6Concept şi clasificare reţele
Titular de curs: T
udor Bragaru
Titular de curs: T
udor Bragaru
Principalele componente ale unui LAN
Sistem de comunicaţie
Plăci de reţea (NIC)
Imprimanta
PC1PC N
Concentrator (mediul comun de comunicare)
Calculatoare personale PC (noduri terminale)
Linii de legătura la
mediu
Server
06.08.2014 7Concept şi clasificare reţele
Titular de curs: T
udor Bragaru
Titular de curs: T
udor Bragaru
Precizări definitorii1. Nu orice ansamblu de dispozitive interconectate este o
reţea (mainframe, cluster ş.a.).
2. Liniile de comunicaţie pot fi cablul coaxial, fibra optică, linii telefonice, unde radio, sateliţi
3. Cerinţa de autonomie – într-o reţea orice staţie terminală poate fi pornită-oprită doar la decizia utilizatorului.
4. Un nod este un echipament de calcul, cu rolul de a stoca, trata, comuta şi transmite informaţia
5. Nodurile pot fi centrale (intermediare, de comutare = hub, switch, router, gateway) şi terminale (pentru utilizator, numite gazde/hosts, staţii de lucru)
6. Fiecare nod (în afară de hub şi repetor) are o capacitate de procesare şi memorare.
06.08.2014 8Concept şi clasificare reţele
Titular de curs: T
udor Bragaru
Titular de curs: T
udor Bragaru
Networking
• Comunicarea punct la punct a oricăror noduri finale nu este o soluţie practică, deoarece:– Un număr mare de echipamente cere un
număr exagerat de conexiuni– Echipamentele pot fi prea departe
• Soluţia este o (sub) reţea de comunicaţie, similar reţelei de drumuri partajate/utilizate în comun
06.08.2014 9Concept şi clasificare reţele
Titular de curs: T
udor Bragaru
Titular de curs: T
udor Bragaru
Componentele unei reţele
• Infrastructura fizică– Cabluri de cupru, cabluri optice– Medii fără fir/Wireless (unde radio, infraroşu,
raze de lumină, sateliţi de comunicaţie)• Hardware + Echipamente de comunicaţie
– Staţii de lucru, periferice, Servere – Staţii + aplicaţii de management– Hub, Switch/Bridge, Router, Firewall– AP Wireless, Antene, UPS
• Software de reţea (OS, protocoale,aplicaţii)• Administratorii de reţea
• asociate unor calculatoare specializate din reţea, numite servere, sau gazde (engl.: host).
• Pot fi localizate într-un singur nod (fie de tip server, fie autonom) sau multiplicate în mai multe
06.08.2014 11Concept şi clasificare reţele
Titular de curs: T
udor Bragaru
Titular de curs: T
udor Bragaru
Hardware de reţea 1.Dispozitivele hardware pasive:
– Medii de transmisie, cabluri, conectori
2.Instrumente active de construire a unei reţele locale de calculatoare (LAN)
– Plăci de interfaţă cu reţeaua (NIC, adaptor) – Centru de cablare principal (HUB, Switch,
RACK) – Dispozitive de interconectare LAN, WAN:
punţi/bridges, rutere/routers, porţi/gateways
06.08.2014 12Concept şi clasificare reţele
Titular de curs: T
udor Bragaru
Titular de curs: T
udor Bragaru
Software de reţea 1.Asigură funcţionarea reţelei şi (opţional) comunicaţia cu alte reţele şi include:
(1) Sisteme de operare de reţea
(2) Protocoale,
(3) Software de management al reţelei
(4) Programe şi aplicaţii în reţea: FTP, HTTP, SMTP …
2.Cele mai răspândite SO de reţea UNIX/Linux, Windows. SO = subiect complex, studiat aparte
3.Conlucrarea în RC dintre sistemele de comunicaţii şi cele de calcul are la bază protocoale – reguli ce guvernează comunicarea.
06.08.2014 13Concept şi clasificare reţele
Titular de curs: T
udor Bragaru
Titular de curs: T
udor Bragaru
Wide Area Network/WAN vis-a-vis de LAN
O reţea larg distribuită de calculatoare WAN este
1. o asociaţie de reţele locale de calculatoare
2. pe o arie geografică extinsă
3. interconectate prin canale şi tehnologii alternative de comunicaţie.
De regulă, sistemele-gazdă în LAN-uri sunt ataşate la un singur mediu de comunicare.
În WAN-uri sursa şi destinaţia sunt legate prin intermediul dispozitivelor de interconectare.
06.08.2014 14Concept şi clasificare reţele
Titular de curs: T
udor Bragaru
Titular de curs: T
udor Bragaru
Un model simplificat de reţea larg răspândită WAN
Subreţea de comunicaţie
Nod terminal, gazdă
Nod central, (ruter, comutator)
Canal (linie) de transmisie
06.08.2014 15Concept şi clasificare reţele
Titular de curs: T
udor Bragaru
Titular de curs: T
udor Bragaru
Diagrama comunicaţiei în WAN
SursaTrans-miţător
Sistem de transmitere
Desti-natar
Recep-tor
LAN
Noduri de comutare
Reţea WAN
Mesaj
Şir de biţi
Semnal analogic
Semnal analogic
Şir de biţi
Mesaj
06.08.2014 16Concept şi clasificare reţele
Titular de curs: T
udor Bragaru
Titular de curs: T
udor Bragaru
WAN bazată pe sistemul de telecomunicaţii
Staţie de lucru
Modem Modem
ServerRețea telefonică publică comutată (engl. PSTN)
06.08.2014 17Concept şi clasificare reţele
Titular de curs: T
udor Bragaru
Titular de curs: T
udor Bragaru
Comunicaţia în WAN1. Sursa generează date digitale pentru a fi
transmise.
2. Transmiţătorul (modemul) converteşte datele digitale în semnale electronice transmisibile.
3. Sistemul de transmisie transportă datele de la sistemul sursă (transmiţător) către sistemul destinatar (receptor).
4. Receptorul (modemul) converteşte semnalul recepţionat în date digitale.
5. Destinaţia preia datele digitale care intră.06.08.2014 18Concept şi clasificare reţele
Titular de curs: T
udor Bragaru
Titular de curs: T
udor Bragaru
Trei sensuri a termenului “Subreţea”1. Subsistemul de comunicare în reţea, numit şi
subreţea de comunicaţie, se referea la colecţia ruterelor şi liniilor de comunicaţie, care mută pachetele de la gazda-sursă la gazda-destinaţie. Funcţia de bază a subreţelei de comunicaţie constă în transmiterea datelor între calculatoare şi aplicaţiile de reţea
2. Al doilea sens, în conjuncţie cu adresarea reţelelor, subset de IP adrese cu acelaşi prefix de reţea
3. Subreţea ca parte a unei reţele mai mari (reţeaua Facultăţii de Matematică şi Informatică este o subreţea a USM, care, la rândul ei, este o subreţea a Europei, care, la rândul său, este o subreţea a Internetului global
06.08.2014 19Concept şi clasificare reţele
Titular de curs: T
udor Bragaru
Titular de curs: T
udor Bragaru
Inter-reţea = internet ≠ Internet
1. O inter-reţea (internet, de la inter+network, între reţele) se formează atunci, când se leagă între ele reţele diferite. De ex.: legarea unui LAN şi a unui WAN sau legarea a două LAN-uri diferite
2. Termenul Internet (scris u literă mare) are semnificaţia de totalitate a reţelelor lumii, de la engl. International + network ≠ inter+network
3. Intranet = aplicarea tehnologiei internet în cadrul unei firme = internet privat, securizat
4. Extranet = intranet privat, securizat, construit peste canalele publice, nesecurizate (acces public controlat la intranet)
06.08.2014 20Concept şi clasificare reţele
Titular de curs: T
udor Bragaru
Titular de curs: T
udor Bragaru
Caracteristicile principale ale RC
06.08.2014 21Concept şi clasificare reţele
Titular de curs: T
udor Bragaru
Titular de curs: T
udor Bragaru
Caracteristici principale ale RC
1. Capacitatea reţelei (lăţimea de bandă, Hz, viteza de transfer a semnalelor, bauds şi rata biţilor, bit/sec = Bps).
2. Costul reţelei (de procurare, instalare, exploatare).
3. Durata de răspuns la o cerere (rata de întârziere).
4. Fiabilitatea reţelei.
5. Gama serviciilor oferite de reţea.
06.08.2014 22Concept şi clasificare reţele
Titular de curs: T
udor Bragaru
Titular de curs: T
udor Bragaru
Două viteze utilizate în reţele 1. Viteza de transmisie a semnalelor, depinde de
tehnologia de transport, se măsoară în bauds
2. Viteza de transmisie a datelor, depinde de viteza de transmisie a semnalelor (mediul de transport, tehnologia de transport) şi de modul de codificare a datelor, se măsoară în biţi/sec (Bps, de la Bit per second) şi multiplii acestuia:
1 Kbps (Kilobit/sec) = 1000 Bps
1 Mbps (Megabit/sec) = 1000 Kbps
1 Gbps (Gigabit/sec) = 1000 Mbps
1Tbps (Terabit/sec) = 1000 Gbps ...
06.08.2014 23Concept şi clasificare reţele
Titular de curs: T
udor Bragaru
Titular de curs: T
udor Bragaru
Costul reţelei
Se determină ca sumă a costurilor componentelor sale:
1. Costuri de procurare
2. Costuri de instalare
3. Costuri de exploatare
Adesea costurile de instalare pot fi mai mari decât cele de procurare şi exploatare.
06.08.2014 24Concept şi clasificare reţele
Titular de curs: T
udor Bragaru
Titular de curs: T
udor Bragaru
Durata de răspuns (întârzierea)
1. Se determină ca diferenţa dintre momentele de timp de lansare a cererii şi recepţionării răspunsului (mai corect a primelor caractere)
2. Din acest punct de vedere deosebim cel puţin două mari clase de aplicaţii de reţea: aplicaţii on-line (de dialog, în timp real) şi aplicaţii off-line (prelucrarea pe loturi)
06.08.2014 25Concept şi clasificare reţele
Titular de curs: T
udor Bragaru
Titular de curs: T
udor Bragaru
Servicii principale oferite de o reţea
1. Conectarea, schimbul de informaţii, cooperarea între utilizatori distribuiţi
2. Accesul şi utilizarea locală şi/sau la distanţă a resurselor distribuite (echipamente, programe, date), indiferent de localizarea utilizatorului şi a resurselor
3. Proiectarea – gestionarea mai simplă a software-ului prin dedicarea anumitor calculatoare din sistem unor funcţii specializate, cum ar fi servere de fişiere, de imprimare, de comunicaţie etc.
06.08.2014 26Concept şi clasificare reţele
Titular de curs: T
udor Bragaru
Titular de curs: T
udor Bragaru
Diverse clase de reţele în funcţie de indicii de clasificare
06.08.2014 27Concept şi clasificare reţele
Titular de curs: T
udor Bragaru
Titular de curs: T
udor Bragaru
La ce ajută clasificarea RC
1. Diversele utilizări ale RC impun diferite performanţe, costuri, trafic, mărimi, viteze etc.
2. Acestea stau la bază clasificării reţelelor, care are ca scop simplificarea procesului de elaborare, implementare şi exploatare a RC în diverse domenii
3. Clasificarea ne ajută să restrângem simţitor numărul soluţiilor posibile potrivite cazului, astfel facilitând procesul de selectare-întemeiere a variantei raţionale de reţea
cu acces limitat– reţele publice/deschise, de stat, sociale, cu
acces nelimitat
2.După viteza de transfer a datelor există:– reţele de viteză mică (până la 10 Mbps);– reţele de viteză medie (până la 100 Mbps);– reţele de viteză înaltă (de la 100 Mbps până la
zeci de Gb/s), numite adesea şi reţele de performanţă
06.08.2014 29Concept şi clasificare reţele
Titular de curs: T
udor Bragaru
Titular de curs: T
udor Bragaru
III. RC după mediul de transmitere
1. Cu fir (cablate), folosesc diferite tipuri de cabluri: coaxiale, torsadate, din fibră optică
2. Fără fir (radio, unde în infraroşu, unde de lumină/laser, sateliţi de comunicaţii);
1. PAN (Personal Area Network) - o reţea de foarte mică întindere, de cel mult câţiva metri, constând din aparatele interconectabile pe care o persoană le poartă cu sine sau la domiciliu
2. Reţele locale LAN (Local Area Network)
3. Reţele metropolitane MAN (Metropolitan Area Network)
4. Reţele de arie largă WAN (Wide Area Network)/ Internetul – reţeaua globală de arie largă/WAN a tuturor reţelelor lumii (Global Area Network, GAN)
06.08.2014 32Concept şi clasificare reţele
Titular de curs: T
udor Bragaru
Titular de curs: T
udor Bragaru
Personal Area Networks (PAN)/SOHO
1. PAN, cunoscută şi sub numele SOHO – Small Office/Home Office, permite utilizatorilor să sincronizeze date între dispozitivele unei mici reţele
2. Este concepută, în primul rând, pentru a conecta mai multe calculatoare şi periferice pe o rază de la 1 m la circa 10/20 metri
3. Mai des foloseşte unde radio, uneori raze infraroşii pentru a conecta dispozitivele fără fir
4. Constituie capetele unor LAN-uri
06.08.2014 33Concept şi clasificare reţele
Titular de curs: T
udor Bragaru
Titular de curs: T
udor Bragaru
RC locale, LAN, Local Area Networks
1. Scopul este limitat de o clădire sau campus – câteva clădiri alăturate
2. Este, de regulă, proprietatea unei singure organizaţii
3. De regulă, sunt sisteme cu difuzare (broadcast)
4. Rata de date mare, între 10 şi 100 Mbps, dar ating viteze de ordinul a zeci de Gbps
5. LAN-urile mai noi sunt fără fir (IEEE 802.11x), folosesc unde radio în locul cablurilor
6. Mai nou – folosesc sisteme cu comutaţie şi ATM
06.08.2014 34Concept şi clasificare reţele
Titular de curs: T
udor Bragaru
Titular de curs: T
udor Bragaru1. Un caz particular de LAN pentru multe
maşini, viteză şi distanţe mari, utilizează linii dedicate
2. Aria unui oraş
3. De regulă, sunt sisteme cu difuzare cu cozi duale distribuite (DQDB, IEEE – 802.6)
4. Mai nou – sunt fără fir (Wi Max IEEE – 802.16)
Reţele metropolitane = MAN =Metropolitan Area Networks
06.08.2014 35Concept şi clasificare reţele
Titular de curs: T
udor Bragaru
Titular de curs: T
udor Bragaru
Reţea pe arie extinsă WAN (Wide Area Networks)
1. Arie geografică extinsă
2. Foloseşte căile de comunicaţii publice
3. Tehnologii alternative– Comutarea circuitelor (Circuit switching)– Comutarea pachetelor (Packet switching)– Frame relay– Mod asincron de transmisie (Asynchronous
Transfer Mode - ATM)
06.08.2014 36Concept şi clasificare reţele
Titular de curs: T
udor Bragaru
Titular de curs: T
udor Bragaru
1. Reţele de la egal-la-egal (Peer-To-Peer, P2P), fiecare staţie îşi administrează propriile resurse
2. Reţele asimetrice client-server, standardul de facto al reţelelor de azi
VI. RC după modul de interacţiune cu SO
06.08.2014 37Concept şi clasificare reţele
Titular de curs: T
udor Bragaru
Titular de curs: T
udor Bragaru
Modelul client/server
Impri-mantă
Mediul de transmitere
Proces Client
Proces Client
Proces Server
Maşina server
Cerere
Răspuns Răspuns
Cerere
Calculatoare şi perifirice „client”
Fax
06.08.2014 38Concept şi clasificare reţele
Titular de curs: T
udor Bragaru
Titular de curs: T
udor Bragaru
VII.RC după tipul subreţelei de comunicaţie
După modul de utilizare a canalului deosebim: – reţele cu difuzare (broadcast, sau canal
1. În reţele cu difuzare mesajul poate fi adresat: unui singur nod – unicast; unui grup de noduri cu o adresă comună – multicast; către toate nodurile reţelei – broadcast, către orice nod – anycast.
2. Reţele punct-la-punct sunt acele reţele în care orice canal leagă doar o pereche de noduri, iar două noduri fără legătură pot comunica doar prin intermediul nodurilor intermediare.
06.08.2014 39Concept şi clasificare reţele
Titular de curs: T
udor Bragaru
Titular de curs: T
udor Bragaru
Moduri de comunicaţie în reţea
Reţele multipunct (cu difuzare), au un singur
canal de comunicaţii care este partajat de
toate maşinile din reţea
Reţele de calculatoare după tipul subreţelei de
comunicaţie
Reţele punct-la- punct dispun de
numeroase conexiuni (dedicate) între
perechi de maşini individuale
Fără comutare – linii spiecializate, dedicate leagă anumite maşini
Cu comutare – fiecare utilizator poate comunica la
cerere cu oricare altul
De circuite
În modul „store and forward” (memorează şi
transmite)
Comutare de mesaje – mesajul este transmis de la un nod la altul în
întregime
Comutare de pachete/cadre – fragmentează mesajul în unităţi mai mici (pachete/cadre), fiecare dintre
care conţine adresa proprie şi informaţia necesară pentru rutare.
Pachetele/cadrele sunt tratate separat.
Comutare de celule
06.08.2014 40Concept şi clasificare reţele
Titular de curs: T
udor Bragaru
Titular de curs: T
udor Bragaru
Diagrama comutării de pachete (cadre/celule)
06.08.2014 41Concept şi clasificare reţele
Titular de curs: T
udor Bragaru
Titular de curs: T
udor Bragaru
Vitalitatea aplicării RC în activităţile umane
06.08.2014 42Concept şi clasificare reţele
Titular de curs: T
udor Bragaru
Titular de curs: T
udor Bragaru
Scopurile utilizării reţelelor de către oameni
1. Accesarea informaţiei şi/sau a serviciilor de la distantă (operaţiuni financiare, presa, noutăţi, publicitatea electronică, biblioteci digitale, Web …);
2. Comunicaţiile inter-personale (poşta electronică, IRC, SMS, videoconferinţe; grupuri de interese de pe tot globul etc.),
3. Divertisment electronic interactiv (muzică, radio, muzee, video la cerere, televiziunea în direct. excursii virtuale…)
4. Telelucru (tele-câştig, tele-activităţi…)
06.08.2014 43Concept şi clasificare reţele
Titular de curs: T
udor Bragaru
Titular de curs: T
udor Bragaru
Scopurile utilizării reţelelor de către firme
1. Partajarea resurselor şi costurilor: face toate programele, echipamentele, şi în special datele, disponibile pentru oricine din reţea, indiferent de localizarea fizică a sa sau a resursei
2. Asigurarea unei fiabilităţi mai mari prin accesul la mai multe echipamente alternative.
3. Economisirea banilor
4. Scalabilitatea – posibilitatea ca odată cu volumul de muncă să crească treptat şi performanţa sistemului prin adăugarea de noi procesoare, utilaje, aplicaţii etc.
5. Cooperarea între grupuri de specialişti aflaţi la distanţă mare unii faţa de alţii
06.08.2014 44Concept şi clasificare reţele
Titular de curs: T
udor Bragaru
Titular de curs: T
udor Bragaru
Vulnerabilităţile reţelelor 1. Reţelele în mod frecvent sunt vulnerabile la diferite
tipuri de atacuri cum ar fi viruşi, atacurile denial-of-service (DoS), falsificarea de adrese (IP-spoofing)/furtul de identitate, pătrunderile neautorizate etc.
2. Utilizarea pe scară largă a noilor tehnologii creează noi ocazii pentru frauda informatică, ridică noi probleme de ordin social, politic, moral şi cultural, cum ar fi dependenţa de reţele, simptomul Internet etc.
3. Toate acestea impun preocupări din ce în ce nai importante pentru asigurarea securităţii în reţea.