Rețele Locale și Extinse - Quiz Teoretic

Notițe de studiu despre rețele de calculatoare

• Rețelele de calculatoare sunt formate din două componente principale: hardware și software.
• Hardware-ul include mediul de transmisie și echipamentele de rețea.
• Software-ul include nivele de rețea și protocoale de rețea.

Subcomponente ale hardware-ului

• Distanțele de transmisie pot fi: punct la punct, difuzare, local, metropolitan, wireless.
• Rețelele de difuzare utilizează un singur canal de comunicare pentru toate nodurile din rețea.
• Emitatorul trimite un pachet, toate nodurile primesc același pachet.
• Rețelele punct la punct au o topologie complexă între sursă și destinație.

Introducere

• Rețelele au evoluat de la calculatoarele centralizate la cele descentralizate.
• Există nevoie de comunicare, interconectare și standardizare independentă.
• Rețea de calculatoare: o colecție de calculatoare interconectate care permit schimbul de informații între ele.
• Aplicațiile rețelelor: comert electronic (B2B, B2C, C2C, P2P); aplicatii mobile, Social media, Multimedia, streaming, industrii, cercetare; comunicare generală între persoane(email, tele/video conferințe).
• Implicații: sociale, economice, etice, politice.

Alte caracteristici pentru rețelele de calculatoare

• Analiza componentei hardware se poate face din punct de vedere al tehnologiei de transmisie și al dimensiunii/localizării rețelei.

• Rețelele cu difuzare (multicast, broadcast): un singur canal de comunicare utilizat de toate nodurile din rețea.

• Rețelele punct la punct: există o rețea/topologie complexă de comunicatie între sursă și destinație.

• Retele locale (LAN – Local Area Network): se utilizează pentru conectarea statiilor de lucru între ele sau cu resurse locale (servere, imprimante etc.).

• Dimensiuni reduse; arhitectura cunoscută; parametrii cunoscuți (banda, latență); administrare simplă.

• Retele locale (LAN): uzual conexiunea unui computer este realizată printr-un singur cablu/mediu, sub formă de magistrală sau inel.

• Retele locale (LAN): controlul conflictelor → algoritmi de arbitraj. Ethernet (IEEE 802.3): Rețea cu difuzare ; bandă 10 Mbps – 400 Gbps; control descentralizat; orice nod poate transmite oricând; in caz de suprapunere/conflict intre 2 pachete fiecare nod va retransmite după o pauza de durata aleatoare; control static / dinamic al alocarea canalului.

• Rețele metropolitane (MAN): rețele extinse, de exemplu la nivel de localitate/oras; rețeaua TV/cablu TV, utilizată inițial pentru transmisia de semnal analog TV (televiziune locală), dar extinsă pentru a suporta transmisia digitală bidirecțională; IEEE 802.16 (Wireless MAN, WiMAX).

• Rețele de larga raspandire (WAN): colecție de subrețele; se bazează pe linii de comunicație.

• Retele fara fir (wireless): interconectare de dispozitive pe distanțe foarte scurte (ex. Bluetooth), LAN-uri wireless; WAN-uri wireless (de ex. GSM, 2/3/4/5G pentru voce și date).

• Retele casnice(home network): interconecteaza echipamente case: PC, laptop, telefon, TV, TV/streaming, alte echipamente(de exemplu home automation, securitate, electrocasnice, IoT).

Subcomponente ale software-ului

• Protocolul: o convenție/standard de comunicare între două entități de pe același nivel aflate pe hosturi diferite.
• Nivelul fizic: codul de protocoale din sistemul de operare.
• Colectie de nivele si protocoale: arhitectura de retea.
• Lista de protocoale dintr-un sistem: stiva de protocoale.

Software de retea

• Retele sunt organizate pe verticala in straturi/nivele, fiecare strat este construit deasupra altui strat.
• Fiecare strat ofera servicii straturilor superioare si ascunde detaliile de implementare ale nivelelor inferioare.
• Exemple de probleme ridicate de modele OSI și TCP/IP includ identificarea sursei și a receptorului în retea, identificarea calculatoarelor în retea și formele de adresare, modalitatea de transfer a datelor în retea, unidirectional/bidirectional.
• Funcțiile de control al erorilor pot reconstrui/reface un mesaj dacă acestuia i-au fost pierdute porțiuni în retea.
• Gestiunea conversatiilor multiple (multiplexare și demultiplexare).
• Rutare (există mai multe rute posibile între două puncte).
• Modelele de referinta OSI si TCP/IP sunt strâns legate de proiectarea rețelelor prin stabilirea și gestionarea protocoalelor și nivelelor inter-sistem.
• Modelele sunt importante pentru standardizare și interoperabilitate .
• Nivelul fizic realizează funcția de transmitere a informației prin intermediul unui canal de comunicație. Se garantează realizarea unei transmiteri corecte.
• Nivelul legaturii de date realizează funcția de a pune la dispoziție pentru nivelul superior (de retea) un mediu sigur de comunicatie independent de o linie de transmisie existentă.
• Nivelul de retea se axează pe controlul funcționalității retelei: dirijarea pachetelor de date (statice, dinamice), controlul calității serviciului(ex. intarziere/jitter), interconectarea intre retele(mai ales in cazul rețelelor eterogene).
• Nivelul de transport este responsabila de a prelua datalele de la niv de mai sus; eventual descompune daca este cazul in pachete mai mici, reface mesajul la destinatie, asigură tipul de serviciu solicitat de la nivel de aplicație, izolează nivelele superioare de nivelul de retea, care se poate modifica.
• Nivelul de sessiune este capabil de a crea, menține și distruge sesiuni între utilizatori de pe hosturi diferite initază, menține și inchide sesiunea și asigură autenticări/autorizări.
• Nivelul de prezentare ofera servicii de transformare a datelor in formatul specific al aplicatiei (prezinta datele cu o forma pe care aplicatiile o pot înțelege).
• Nivelul de aplicatie este interfața cu utilizatorul și gestionează comunicarea între aplicații. Toate programele care utilizează comunicarea prin retea fac parte din acest nivel.
• Nivelul de control al accesului la mediu (MAC): asigurarea unui interval exclusiv de emisie, pe rând, pentru fiecare emitator (ex. sisteme de timp real), acceptarea posibilității coliziunilor și retransmiterea pachetelor distruse în coliziuni.
• Protocoale bazate pe coliziuni și retransmitere (CSMA/CD); Protocolul cu ferestre glisante.
• Dirijare utilizând starea legăturilor (de exemplu, OSPF, IS-IS).
• Rutare (calea cea mai scurta): Dijkstra, inundare, vectori distanță.

Controlul fluxului

• Controlul fluxului (buffer, priorități): mecanisme pentru a gestiona situațiile în care emitatorul transmite mai repede decât receptorul poate procesa pachetele.
• Setarea unui debit fix/limita a debitului unui flux.

Controlul congestiei

• Controlul congestiei se referă la managementul situațiilor în care rețeaua este supraîncărcată.
• Acesta poate fi gestionat printr-un mecanism de tip buclă deschisă (managementul traficului) sau printr-un mecanism de tip buclă închisă (feedback).

Calitate serviciilor(QoS)

• Calitatea serviciilor se referă la calitatea de servicii oferită de rețea aplicațiilor. Acestea pot fi definite printr-o serie de caracteristici cum ar fi fiabilitate, întârzieri sau latență.
• Supradimensionarea, buferarea, controlul traficului și rezervarea resurselor sunt câteva tehnici utilizate pentru asigurarea QoS.

Alte metode importante

• Tehnologiile de transmisie includ cablul conductor, fibra optică, unde radio.
• Mediul de transmisie trebuie luat in calcul când se implementează un protocol la nivelul legaturii de date sau de transport.