RETELE Fundamente ale comunicarii Comunicarea electronica, creand asa-numitul spatiu virtual, nu a distrus sau negat "sentimentul spatiului", si nici nu a inventat-creeat unul nou. Cresterea vitezei informatiei determina categoric o modificare in modul in care aceasta este traita si perceputa. Fragmentarea spatiala nu "minte" asupra naturii sale, ci ofera mai multe adevaruri simultane divizand intre mai multe componente spatiale si reveland astfel mai mult din structura spatiului. Fiecare astfel de componenta poate fi atunci inteleasa si gandita ca separata si demna de interes. Spatiul plural se poate concepe atunci din multiplele cai de acces la informatie. In acelasi timp, in acelasi loc, mai multe protocoale ne pot conecta cu o multitudine de spatii: e-mail, comunitati virtuale, WWW, conferinte video, etc. Putem numi un spatiu "fragmentat" cand mai multe activitati substantiale au loc in acel spatiu la acelasi moment. Spatiul devine astfel multidimensional si, practic, "multitasking". Fragmentarea faciliteaza diferentierea cantitativa si calitativa a informatiei, ca si controlul asupra accesului si ierarhiei implicate. Spatiul virtual poate fi folosit in multiple feluri creand multiple identitati pentru individ inlauntrul propriilor sale limite. Cu toate ca cyberspatiul nu beneficiaza inca de o definitie general recunoscuta, ne putem referi la el ca la un flux de informatie intelegand prin aceasta ca czberspatiul nu se refera numai la faptul ca este un mediu produs de catre calculator, ci mai ales ca are de-a face mai ales cu viteza, accesul la si manipularea informatiei. Atita vreme cat acceptam ca informatia este formata din, bazata pe sau construita din limbaj putem sa ne concentram atentia asupra modului cum un set nonierarhizat de informatie poate caracteriza cyberspatiul. T. Khun, in studiul sau asupra metaforei in stiinta, afirma ca "Metafora joaca un rol esential in stabilirea unei legaturi intre limbajul stiintific si lume. Aceste legaturi nu sunt date o data pentru totdeauna. Modificarile teoretice in special sunt insotite de un numar de modificari in metaforele relevante prin intermediul carora termenii stiintifici pot fi atasati naturii". Astfel, dupa Copernic, Pamantul devine de aceeasi natura ca si Marte, in timp ce inaintea lui, cele doua elemente faceau parte din familii naturale compet diferite, continua el studiul asupra miscarii metaforelor in interiorul limbajului. Metaforele definesc noi clase (familii) de obiecte in virtutea puterii lor lingvistice, prin functia lor reprezentativaa adica. Daca aceste reprezentari sufera schimbari, cyberspatiul va fi in consecinta redefinit. In particular, cyberspatiul pare sa tinda spre o constructie (de tip) lingvistic, aceasta avand in vedere atat continutul cat si uneltele sael specifice. Prin aceasta cyberspatiul este o metafora (o reprezentare) a spatiului. Potential el poate deveni si un spatiu de metafore. Daca luam in considerare icon-urile, diversele interfete GUI etc. el este deja. Dar atata vreme cat capacitatea sa de a se reproduce, a se auto-modifica si chiar de a muri sunt incerte, cyberspatiul nu poate fi (inca) considerat drept un spatiu viu de metafore. Aparent cyberspatiul tinde spre a-si construi propriul sistem de reprezentari ca metafore fizice, mentale si sociale. Dar inca la baza sa se afla o cantitate insemnata de structuri si imagini lingvistice luate din lumea reala "as-is". Cyberspatiul este un construct lingvistic, dat fiind ca orice obiect care se afla inlauntrul sau este un rezultat al unor limbaje (HTML; MUD, MOO). Deasupra acestora este cu putinta sa se recreeze obiectele reprezentative proprii ale acestui spatiu. Limbajele de programare respective nu intretin doar legatura cyberspatiului cu lumea ci produc cyberspatiu prin insasi prezenta lor. Programatorul ajunge astfel sa-si fie constructor si cetatean simultan, intr-o lume in nastere. Retelele de calculatoare reprezinta in prezent suportul principal pentru realizarea comunicatiilor in majoritatea organizatiilor moderne. Evolutia continua, schimbarea practicilor in afaceri si noile aplicatii forteaza insa limitele tehnologiei catre noi performante, grade de flexibilitate si fiabilitate. Astfel, solutiile viitorului vor permite disponibilizarea unei latimi de banda mai mari, un trafic multimedia si o administrare simplificata a retelei. Tehnologia comutatiei va fi cea care va aborda noile cerinte, marind durata de viata a retelelor existente in timp ce va permite aparitia noilor arhitecturi. Ea va fi cea care va oferi functii de scalabilitate si flexibilitate necesare pentru interconectarea retelelor in secolul urmator. Arhitecturi actuale de interconectare a retelelor Lucrul in retea este dominat in prezent de trei arhitecturi de baza. Astfel, retelele LAN bazate pe coloane distribuite (distributed backbones) sunt preferate pentru conexiunile dintre cladiri. Coloanele comprimate (collapsed backbones), grupate in jurul ruterelor de inalta performanta sunt raspandite in interiorul cladirilor, iar retelele reticulare hibride si cele distribuite in stea sunt comune pentru zonele extinse. Aceste arhitecturi, dezvoltate in jurul modelului traditional al procesarii bazate pe LAN, sunt destinate sa asigure un transport eficient pentru aplicatiile client / server. Dar la fel ca si in cazul unitatilor de retea traditionale (hub-uri pentru medii partajate, punti, rutere), prosperitatea a generat o crestere a utilizarii si aplicatii noi, care la randul lor au cerut mai mult decat pot furniza arhitecturile actuale. In continuare voi face o trecere in revista a arhitecturilor de interconectare actuale, dupa care voi prezenta noile arhitecturi si blocuri constructive.
Coloane distribuite Intr-o arhitectura de coloane distribuite, hub-urile de medii partajate consolideaza cablarea orizontala de pe fiecare palier, in timp ce coloana LAN realizata cu rutere conecteaza etajele. Coloana poate folosi aceeasi metoda de acces ca si cea folosita de retelele LAN de palier (spre exemplu 10 Mbps) sau poate folosi o solutie mult mai rapida, cum ar fi 100 Mbps FDDI. Din moment ce fiecare segment LAN este considerat o subretea separata, iar pachetele care traverseaza segmentele trebuie sa traverseze cel putin un ruter, serverele sunt raspandite prin toata reteaua astfel incat ele se pot atasa acelorasi segmente ca si utilizatorii lor primari, evitand astfel introducerea unor intarzieri din partea ruterelor. Disponibilitatea reprezinta beneficiul primar al coloanelor distribuite. Din moment ce exista mai multe rutere, caderea unui singur ruter va afecta doar segmentele LAN atasate. Pe de alta parte, rutere multiple pot genera probleme de performanta si administrare. Clientii care acceseaza un server situat pe un segment diferit vor fi nevoiti sa traverseze doua rutere, ceea ce va genera o intarziere. Pentru ca ruterele si serverele sunt raspandite in toata cladirea, configurarea si intretinerea poate fi un mare consumator de timp si bani. Coloane comprimate Coloanele comprimate evita deficienta prezenta la coloanele distribuite. Din nou, hub-urile pentru medii partajate concentreaza cablarea LAN pe fiecare etaj. Acum insa, fata de-o desfasurare de rutere pe fiecare etaj, toate hub-urile se conecteaza sau se „comprima" intr-un singur ruter centralizat, oferind un singur punct de control. Intarzierea retelei scade deoarece serverele sunt despartite de clienti printr-un singur hop. Costurile sunt reduse prin eliminarea ruterelor multiple si printr-o exploatare economica. Adaugarea unui hub multisegment la coloana comprimata furnizeaza un maximum de flexibilitate si capacitate de administrare. Segmentele LAN de pe etaje diferite pot fi inglobate intr-o subretea, eliminand hopul prin ruter. Serverele pot fi localizate central pentru a simplifica administrarea fara a face compromisuri legate de performanta, iar componentele redundante si functiile hot-swap din ruter confera disponibilitate. Coloane hibride In timp ce coloanele comprimate sunt ideale pentru cladiri, in mod uzual ele nu sunt eficiente pentru conlucrarea intre retele din mai multe cladiri; chiar si intr-un campus sau o zona de birouri. Nu este practic sa legi fiecare segment LAN la un sit central. Arhitectura preferata pentru medii cu mai multe cladiri este coloana hibrida: rutere de inalta performanta in fiecare cladire, interconectate printr-o plasa de marimea unui campus sau un backbone LAN. Coloanele LAN sunt mult mai comune decat retelele in plasa, deoarece retelele LAN sunt mai usor de proiectat si intretinut. Deoarece LAN-ul de coloane poate folosi aceeasi metoda de acces ca si LAN-urile din cladiri, prea multe surse care alimenteaza traficul de pe coloana pot bloca reteaua. Pentru aceste cazuri, solutiile de inalta viteza ca 100 Mbps FDDI reprezinta cea mai buna alegere. Arhitectura hibrida rezultata desfasoara coloane comprimate in fiecare cladire, interconectate intre cladiri printr-o coloana distribuita bazata pe FDDI.
WAN Arhitecturile de coloane de mare suprafata (wide area backbone) sunt conduse exclusiv din punct de vedere economic. In timp ce latimea de banda locala este esential gratuita odata ce cablarea este facuta, latimea de banda pentru distante mari (wide area bandwidth) trebuie sa fie inchiriata de un furnizor de servicii. Telul primar al oricarei proiectari wide area, este sa furnizeze conectivitate si performanta rezonabila la un cost decent. Lucrul in retele de mare suprafata combina in mod uzual o plasa backbone cu mai multe configuratii de acces de tip stea. Aceasta plasa interconecteaza rutere de inalta performanta ale siturilor majore, in timp ce configuratiile stea concentreaza traficul de la ruterele de acces ale siturile minore. Liniile inchiriate punct-cu-punct sunt cele mai populare si larg raspandite linii de mare suprafata; in general, consideratiile de cost dicteaza viteza in benzile inguste de la 56/64 Kbps la 1.5/2.0 Mbps. Apelul digital, ISDN si serviciile X.25 publice sunt utilizate de asemenea, fie ca backup, fie ca linii inchiriate sau ca si conexiuni primare intre situri. Indiferent de reteaua wide area folosita, ruterele joaca doua roluri cruciale. In primul rand ruterele fac trecerea de la formatele LAN (cum ar fi Ethernet) la formatele wide area (cum ar fi Frame Relay). In al doilea rand, ruterele preintampina aparitia aglomerarilor conexiunilor wide area - cum ar fi, spre exemplu, broadcasting la nivel MAC.
Limite ale cresterii Asa cum s-a mentionat anterior, numarul de utilizatori in continua crestere, calculatoarele desktop mai puternice si noile aplicatii testeaza limitele interconectarii retelelor, dirijand cerintele desktop catre o rata de transfer din ce in ce mai mare. Insa arhitecturile actuale nu sunt proiectate pentru un asemenea nivel de performanta sau calitate a serviciului. Segmentarea LAN reprezinta o metoda populara pentru ridicarea performantei la nivelul unei interconectari de retele. Divizand o retea LAN suprasaturata in mai multe segmente mai mici, se ofera fiecarei statii de capat o portiune mai larga de latime de banda, evitand congestia retelei. Dusa la extreme, fiecare statie ar putea deveni propriul sau segment, cu o latime de banda LAN completa. Desi initial eficienta, segmentarea poate deveni mult prea complexa si costisitor de intretinut. Pentru ca fiecare segment LAN reprezinta o subretea separata, ea necesita o adresa unica si un port ruter dedicat. Pe masura ce numarul segmentelor creste, fiecare miscare, adaugare sau schimbare declanseaza o avalansa de reconfigurari consumatoare de timp. Mai mult, porturile ruterelor sunt proiectate si evaluate pentru un numar mare de statii de lucru, o segmentare continua ridicand aceste costuri la nivele neacceptabile. In mod evident, pentru a suporta cresterea interconectarii retelelor si aparitia noilor aplicatii sunt necesare noi blocuri constructive si noi arhitecturi. Diferenta primara intre interconectarea traditionala si cea noua o reprezinta larga raspandire a blocurilor de comutatoare. Comutarea este cheia, atat pentru evolutia scalara a performantei, cat si pentru calitatea serviciului. Noi arhitecturi si blocuri constructive Limitarile actuale pe care le intampina interconectarea retelelor a inspirat dezvoltarea mai multor tehnologii noi. Doua in particular - 100BASE-T si comutarea LAN - au produs schimbari dramatice conlucrarii in retea. LAN-uri de mare viteza O modalitate de-a imbunatatii performanta conlucrarii in retea este de-a instala LAN-uri mai rapide. Asa cum a fost mentionat anterior, 100Mbps FDDI este deja folosit in multe cladiri si retele de campus. Insa deoarece FDDI este prea scump pentru conectivitatea desktop de baza, 100BASE-T Fast Ethernet a fost recent lansat pentru a umple golul existent. Fast Ethernet este o extensie a standardului 10BASE-T Ethernet, doar ca este de 10 ori mai rapid. Atat 10BASE-T cat si 100BASE-T folosesc aceeasi metoda de acces CSMA/CD, permitand datelor sa fie transferate intre cele doua fara o translatare a protocolului. Fast Ethernet este folosit in mod tipic ca si o conexiune de mare viteza catre serverele puternic folosite si utilizatorii puternici, precum si pentru conexiuni in jos catre rutere si comutatoare. Compatibilitatea cu traditionalul Ethernet ii permite lui 100BASE-T sa fie integrat in retelele existente 10BASE-T, depasind gatuirile specifice si configurand scena pentru o eventuala raspandire mai larga. Standardul 100BASE-T include trei specificatii de mediu: 100BASE-TX, 100BASE-T4 si 100BASE-FX. Specificatia 100BASE-TX acopera transmisiile de 100 Mbps pe cablu UTP categoria 5 sau categoria 1 STP, in timp ce 100BASE-T4 suporta aceeasi rata a datelor pe cablare cat. 3, 4 sau 5 UTP. Specificatia 100BASE-FX defineste Fast Ethernet pe cablarea cu fibra optica multimode. Comutarea LAN Comutarea LAN, la fel ca si legaturile prin punti, subdivide retelele largi in segmente mai mici, obtinand o imbunatatire a performantei LAN la un pret coborat, in timp ce este mentinuta investitia in hard, soft si cablare. Folosita in conjunctie cu solutiile de medii partajate de inalta performanta, comutarea LAN furnizeaza suportul necesar pentru conlucrarea in retea la nivel intreprindere. Comutatoarele LAN ofera o imbunatatire a performantei segmentarii LAN fara sa necesite rutere scumpe sau cartele de interfata cu reteaua (NIC). Si pentru ca rata de transfer a comutatoarelor creste pe masura ce sunt adaugate mai multe porturi, comutatoarele LAN ofera o solutie scalabila pentru mediile cu o cerere mare. Comutatoarele LAN sunt similare puntilor in sensul ca ele folosesc adrese MAC memorate pentru a transmite cadre de intrare la o destinatie corespunzatoare. Dar fata de puntile conventionale, care transfera pachete folosind memoria partajata sau un bus intern, comutatoarele de cadre sunt deseori construite in jurul unei retele de comutatoare de inalta viteza, care utilizeaza circuite integrate specifice aplicatiilor (ASIC) pentru a furniza o rata de transfer mare, latenta mica si cost per port redus. Combinarea hub-urilor pentru medii partajate cu un comutator LAN nu numai ca divide reteaua in segmente multiple, insa ofera fiecarui segment o latime de banda completa. Cu segmentarea bazata pe rutere, rata de transfer totala este multiplicata de un numar de ori egal cu numarul porturilor comutatorului. Interfetele LAN traditionale sunt folosite la fiecare port al comutatorului, protejand investitia utilizatorului si asigurand ca aplicatiile existente si sistemele de operare de retea sa ramana nemodificate. Retele virtuale Desi comutarea poate imbunatati conlucrarea in retea, ea poate agrava problemele vechi. Fara o structura de rutare, o interconectare comutata intre retele se comporta ca o retea LAN cu punti, accelerand congestionarea. Solutia traditionala - fiecare segment comutat sa reprezinte o subretea separata - ar crea un cosmar al intretinerii si al administrarii. Retelele virtuale, o caracteristica inerenta in majoritatea produselor de comutatie, ofera o solutie mult mai clara, decupland structura logica a retelei de forma sa fizica pentru a permite o aliniere mult mai eficienta a traficului de retea cu modelele de lucru ale utilizatorului. Retelele virtuale retin beneficiile performantei segmentarii LAN, in timp ce aranjamentul logic controleaza traficul broadcast si creeaza comunitati de interes sigure. Modelul traficului reflecta fluxul muncii mai degraba decat topologia de retea, in timp ce administrarea retelei este cu mult simplificata. Cu retelele virtuale, interconectarea devine „tentanta". Numarul subretelelor scade deoarece adresele subretea sunt asignate catre LAN-uri virtuale (VLAN) si nu segmentelor fizice. Administrarea adreselor este simplificata deoarece exista mai putine subretele si deoarece statiile de capat se pot muta in diferite segmente ale aceleiasi VLAN, fara a fi nevoie de o reconfigurare de adresa. Comutarea configuratiei este o forma a modului virtual de lucru in retea. Utilizatorii de pe fiecare etaj acceseaza serverul din centrul retelei prin hub-ul de comutare a configuratiei, ocolind ruterul. Administrarea retelei este simplificata astfel printr-o centralizare a serverului, a hub-ului si a ruterului backbone. ATM In timp ce comutarea LAN poate imbunatati performanta retelei si elibera congestia coloanei, ea este limitata ultimativ de viteza LAN-urilor atasate. Pentru conexiuni peste 100 Mbps sau pentru calitate multimedia a serviciului, a fost dezvoltat un tip diferit de comutare: modul de transfer asincron (ATM). ATM ofera posibilitati unice pentru retele largi: El furnizeaza performante gigabit-per-secunda; transporta usor voce, video si trafic de date; si garanteaza calitatea serviciilor pentru toate formele de trafic. ATM utilizeaza celule de lungime fixa pentru a pastra latenta comutarii la o valoare minima si circuite virtuale prealocate pentru a face procesarea celulelor simpla si determinista furnizand performante inalt scalabile. Determinismul si latenta mica permit comutatoarelor ATM sa necesite stringente calitati ale serviciului pentru aplicatii multimedia. Desi unele organizatii vor adopta ATM pentru grupuri de lucru cu latimi de banda exceptionale sau cerinte QoS, costul si complexitatea vor restrange initial comutatoarele ATM la coloane pentru retele mari. Cererile pentru latimi de banda backbone vor creste pe masura ce comutatoarele LAN vor incepe sa elimine gatuirile interconectarii retelelor, iar ATM-ul va intalni aceste cerinte si scale pe masura ce traficul va continua sa creasca. Combinatia dintre comutarea LAN si ATM in interconectarea retelelor de inalta performanta a dat viata unui nou bloc constructiv: comutatorul LAN-ATM. Ca si comutator LAN, el realizeaza interfatarea directa cu retelele LAN traditionale si este transparent pentru aplicatiile existente si sistemele de operare. Iar ca si un comutator ATM, el transmite trafic de-a lungul coloanei sub forma de celule. Pentru a face aceasta, un comutator LAN-ATM trebuie sa translateze cadrele LAN in celule ATM si invers. O specificatie a Forumului ATM, numita emulare LAN (LAN emulation), asigura interoperabilitatea intre utilizatorii LAN si ATM. LANE ofera o conectare transparenta prin punti a LAN-urilor traditionale printr-o coloana ATM si permite statiilor de lucru LAN sa comunice cu dispozitive ATM, protejand investitiile si asigurand interoperabilitatea in retelele cu mai multi producatori. Arhitecturi de interconectare prin comutatoare Noile arhitecturi de interconectare care folosesc avantajul blocurilor constructive bazate pe comutatoare au inceput sa apara. In particular - coloana comprimata virtuala bazata pe cadre - este proiectata sa evite gatuirile de retea in timp ce este realizata si o protejare a investitiilor existente. Coloane comprimate virtuale bazate pe cadre Coloanele comprimate furnizeaza un suport mai bun pentru aplicatiile client/server fata de modelul distribuit, insa sunt clientele limitarii mediului partajat. Coloana virtuala comprimata elimina aceste limitari marind mediul partajat cu ajutorul comutatoarelor si inlocuind ierarhia adreselor fizice cu retele virtuale. Intr-o coloana comprimata virtuala bazata pe cadre, comutatoarele LAN de nivel workgroup inlocuiesc (sau asista) hub-urile de medii partajate pentru a evita strangularile retelei la nivel desktop. Conectarea la comutatoarele LAN se face prin interfete traditionale mentinand baza instalata de NIC-uri si soft de retea. Un comutator LAN de nivel backbone interconecteaza comutatoarele grupului de lucru furnizand un punct de conectare central pentru serverele partajate. Clientii si serverele sunt asignate la VLAN-uri diferite pe baza modelelor de utilizare si nu pe baza locatiei fizice. Traficul din interiorul oricarei reele VLAN este comutat, eliminand latenta ruterului chiar si atunci cand clientii si serverele se afla pe segmente fizice diferite. Un ruter atasat la comutatorul coloanei LAN coordoneaza traficul dintre VLAN-uri. Din moment ce doar o interfata ruter este necesara pentru o retea LAN virtuala, ruterul centralizat reduce costul general. Coloanele comprimate virtuale bazate pe cadre ofera o cale practica de migrare de la coloanele comprimate fizice, oferind utilizatorilor sansa de-a realiza beneficiile interconectarii comutate, fara a fi necesara o convertire la ATM. Retele LAN de ultima generatie Pe data de 13 iulie anul curent, comitetul IEEE al standardelor internationale, responsabil cu dezvoltarea specificatiilor pentru transmisiile WLAN (Wireless LAN) a anuntat in San Diego, Calif. selectarea propunerii de standardizare dezvoltata de Lucent Technologies si Harris Semiconductor pentru obtinerea unei cresteri de cinci ori a ratei transmisiei de date in retelele fara fir. Noua tehnologie, sustinuta de comitetul 802.11 al IEEE (Institute of Electrical and Electronic Engineers) va permite retelelor WLAN sa transmita date la o rata de 11 Mbps. De aceeasi importanta se bucura si facilitatea noului standard de-a permite compatibilitatea intre echipamentele WLAN de inalta viteza provenite de la dife riti furnizori. Conform celor afirmate de Cees Links, director general Lucent al diviziei de comunicatii fara fir si retea, "aceasta tehnologie va pune pe picior de egalitate retelele fara fir cu actualele retele cablate, atat dintr-o perspectiva a performantei cat si a intero perabilitatii. Acum, utilizatorii de PC-uri desktop respectiv portabile vor fi capabili sa-si maximizeze flexibilitatea si performanta lucrului in retele wireless." "Prin sustinerea acestei propuneri, comi tetul 802.11 a luat o decizie extrem de importanta in directia standardizarii sistemelor Ethernet wireless de mare viteza," a afirmat Ron Van Dell, vice presedinte si director general al diviziei produselor de comunicatii de la Harris Semiconductors. "In timp, am observat ca odata ce piata a fost lansata, ea a migrat rapid catre rate mari de transmisie. Susti ne rea propunerii Harris/Lucent a fost cu sigu ranta o rasplata." Retelele LAN wireless ofera o inalta performanta si flexibilitate pentru conectarea PC-urilor desktop si notebook, a statiilor de lucru si a altor dispozitive de retea. Ele ofera de asemenea o alternativa flexibila, ieftina, pentru conectarea mai multor cladiri intr-un mediu de tip campus sau corporatie. Aplicatiile pentru retele LAN wireless includ acces Internet, productie, puncte de vanzare cu amanuntul, domeniul medical, educatie si utilizare de uz general la birou. Tehnologia folosita in aceasta propunere este transmisia radio DSSS (Direct Sequence Spread Spectrum) folosind o schema de codare speciala cunoscuta ca si CCK (Complementary Code Keying). CCK suporta rate de transfer de 11 Mbps respectiv de 5,5 Mbps. Ea foloseste aceeasi latime de banda (de 2,4 GHz) si schema de canalizare definita in standardul IEEE 802.11 pentru transmisia DSSS la rate de transfer de 2 si 1 Mbps. In acest fel, ea va fi compatibila si cu celelalte produse wireless LAN 802.11 existente pe piata. CCK este extrem de rezistent la ecouri si datorita specificatiilor de intarziere exceptionale (100 nanosecunde la 11 Mbps si 250 nanosecunde la 5,5 Mbps), poate lucra intr-o varietate de medii cu frecvente radio perturbatoare. Secventa complementara de difuzare de cod pe opt cipuri de la CCK permite de asemenea obtinerea unor viteze de transmisie ridicate fara a fi compromisa securitatea si robustetea. ARHITECTURA MODELULUI OSI/ISO Modelul ISO/OSI (International Standards Organization /Open Systems Interconnection) este o arhitectura de retea pe 7 nivele care a permis standardizarea comunicatiei in retele si explozia retelelor locale, datorita faptului ca permite producatorilor sa produca produse compatibile cu ale concurentei ascunzind in acelasi timp inovatiile proprii. Modelul are la baza 5 principii: -un nivel trebuie introdus acolo unde este necesar un grad de abstractizare superior. -fiecare nivel de abstractizare trebuie sa indeplineasca un set bine definit de functii. -functiile fiecarui nivel trebuie sa respecte indicatiile de standardizare internationale. -un nivel trebuie ales astfel incit sa minimizeze fluxul de date intre nivele. -nivele trebuie sa fie suficient de mari pentru a cuprinde functiile ce fac prelucrari similare si suficient de mici astfel incit sa nu devina o arhitectura greoaie. Acest model nu este o arhitectura de retea pentru ca nu descrie toate serviciile si protocoalele folosite de catre fiecare nivel, doar spune cam cum ar trebui sa fie .Cele 7 nivele sint in ordine de sus in jos : -nivelul APLICATIE. -nivelul PREZENTARE. -nivelul SESIUNE. -nivelul TRANSPORT. -nivelul RETEA. -nivelul PRELUCRARE DATE. -nivelul FIZIC. Nivelul FIZIC se ocupa cu transmiterea fizica a bitilor in retea .Standardul se ocupa cu nivelul electric al semnalului in cablul de legatura cu caracteristicile electrice si magnetice ale cablului de legatura si ale elementelor de conectare si instalare a retelei. Nivelul PRELUCRARII de DATE are rolul de a imparti fluxul de date in blocuri si verifica daca blocurile au ajuns corect la destinatar,iar destinatarul verifica tot la acest nivel daca datele au ajuns corect astfel incit nivele superioare sa nu se ocupe de integritatea datelor, doar de interpretarea lor indiferent de problemele de transmisie care apar datorita mediului de transmisie .Nivelul fizic nu se ocupa de date ci de biti.Din aceasta cauza acest nivel trebuie sa sesizeze ca un pachet a ajuns cu erori si sa ceara retransmiterea sa nivelului de prelucrare de date partener .Aceasta va duce si la o disparitie a sesizarii diferentelor de viteza intre calculatoare partenere la nivele suoerioare. Nivelul de RETEA se ocupa cu acelasi lucru ca si nivelul anterior doar ca pentru comunicarea intre retele.Adica se ocupa de transmisia pachetelor intre diferite retele punind la inceputul fiecarui pachet informatii de control si bineinteles de adresare.Tot acest nivel se ocupa si cu routarea pachetelor intre retele diferite si de viteze oarecare. Nivelul de TRANSPORT primeste datele de la nivelul de SESIUNE le imparte in pachete de dimensiuni acceptate de nivele inferioare si gestioneaza transmiterea si refacerea lor la destinatar.Diferenta intre nivele urmatoare si cele anterioare(inferioare) este ca cele inferioare asigurau un dialog doar intre nivele echivalente de pe calculatoare vecine, nivelele superioare vor realiza legaturi directe intre nivele echivalente chiar daca legatura se realizeaza intre calculatoare de pe retele diferite .Acest nivel va fi cel care va determina tipurile de servicii oferite nivelului de sesiune si implicit utilizatorului.Exista doua tipuri de servicii oferite unul punct-la-punct(orienttat conexiune), in care mesajele ajung la utilizator in ordinea transmiterii lor si un serviciu orientat pachet) in care nu se garanteaza ordinea sosirii mesajelor.Totodata acest nivel va realiza si gestiona, pentru o legatura cu trafic mare de date, o multiplexare a mai multor legaturi fizice pentru a mari viteza de transfer. Nivelul de SESIUNE va gestiona legaturile in timp real ale utilizatorilor in care se pot realiza conferinte, transferuri de fisiere etc. Nivelul de PREZENTARE se va ocupa cu acceptarea corectitudinii mesajelor din punct de vedere semantic si sintactic.Este util acest serviciu atunci cind se face legatura intre calculatoare ce folosesc diferite coduri de reprezentare a datelor(de ex. ASCII si EBCDIC). Nivelul de APLICATIE ofera servicii de nivel inalt, de exemplu gestionarea afisarii intr-o retea cu terminale de diferite tipuri realizind o retea de terminale virtuale.Un alt serviciu este conversia datelor la transferul de fisiere intre calculatoare cu o reprezentare diferita a datelor si caracterelor de control, sau e-mail. Standardul prevede ca la transmisia datelor toate nivele, in afara de cel fizic, isi vor pune un header cu octeti de control si nivelul de prelucrare va pune si la sfirsit octeti de control pentru verificarea integritatii pachettelor etc. Serviciile oferite de orice nivel nivelului imediat superior se pot imparti in doua tipuri cu comutare de pachete si cu comutare de circuite.Comutarea de circuite are ca model serviciul telefonic in care odata stabilita o conexiune aceasta va lua sfirsit in momentul in care legatura va lua sfirsit.Acest serviciu va garanta intotdeauna ordinea pachetelor de date.Comutarea de pachete are ca model serviciul postal in care fiecare bloc de date are un header cu adresa completa a destinatarului si o traiectorie independenta de a celorlalte pachete cu aceeasi destinatie, astfel pachetele vor ajunge intr-o ordine data de traiectorie si nu de emisie.Alegerea intre aceste doua tipuri de servicii se face in functie de cerintele sistemului care le foloseste.Serviciul orientat conexiune va avea o intirziere fata de celalalt in care va deschide canalul de comunicatie, dar garanteaza ordinea de sosire a datelor. Nivelul fizic Standardul IEEE 802.3 prevede pentru acest nivel 2 tipuri de cablu cu care poate fi realizata reteaua cablu "gros", este un cablu dublu ecranat cu 10cm diametru si cablul "subtire" care este un cablu coaxial de 50ohm.Reteaua de cablu gros foloseste conectori vampiri,conectori care nu necesita taierea cablului doar se infig in cablu iar pentru cablul subtire se folosesc conectori BNC.Standardul prevede ca lungimea maxima a unui segment este de 500m pentru reteaua de ca-blu gros si de 185 m pentru cablu subtire pentru extindere se pot pune repetoare dar doua tranceivere nu pot fi despartite de mai mult de 4 repetoare.Un repetor este un dispozitiv al nivelului fizic care amplifica semnalele transmise intr-un segment in celalat segment fara a testa daca este nevoie de aceasta(pachetele pot fi adresate unui calculator din acelasi segment )astfel ca reteaua functioneaza ca si cind repetoarele nu ar exista. Pentru transmisie se foloseste codarea Manchester diferential ceea ce face posibila sincronizarea recetorului la inceputul primirii unui pachet, nivelul semnalului in cablu este +/-0,85V neexistind tensiune continua in cablu. O configuratie tipica este urmatoarea:cablu gros, tranceiver legat la placa de retea cu cablu de tranceiver, placa de retea care este in bus-ul calculatorului. Cablul de tranceiver este un cablu torsadat care are 5 perechi de fire torsadate ecranate independent si sint folosite astfel:2 perechi pentru receptia/transmisia datelor de si dinspre tranceiver,2 perechi pentru semnale de control in ambele directii iar a cincea pereche este optionala pentru alimentare din calculator.Tranceiverul se ocupa de semnalul din cablul retelei iar interfata in care ajunge cablul de tranceiver, placa de retea,se ocupa cu prelucrarea pachetelor de date si comunicatia cu unitatea centrala deci cu aplicatia de pe nivelul urmator. Nivelul fizic intr-o retea ETHERNET Principala componenta a acestui nivel este constituita din placa de retea care se ocupa cu transferul datelor din memorie pe cablul de retea si invers facind in acelasi timp un control pe cablu pentru a detecta eventualele coliziuni care pot apare si testarea sumei de control a pachetului receptionat. Putem imparti o placa de retea in doua mari componente o parte care se ocupa de traficul pe cablul de retea si pe care o vom numi tranceiver si o parte care asigura interfata cu bus-ul calculatorului si care este interfata cu calculatorul. Tranceiverul primeste de la interfata, pe cablu torsadat in cazul retelei pe cablu gros si direct prin trasee aflindu-se pe aceeasi placa in cazul retelei pe cablu subtire,pachetele de date codate pe care le amplifica si verifica daca apar sau nu coliziuni pe cablu in timpul transmisiei conform CSMA/CD. CSMA/CD este un protocol de transmisie al nivelului legaturii de date implementat aici pentru a asigura o viteza mai mare de rejectare a pachetelor incomlete. Amplificarea semnalului trebuie sa fie suficient de puternica astfel incit chiar si in cel mai defavorabil caz cind avem un segment intreg (500m) ocupat (100 de statii) toate statiile sa primeasca un semnal suficient de puternic si in acelasi timp sa nu fie atit de puternic incit statiile apropiate sa sesizeze ca a aparut o coliziune,se considera coliziune cind nivelul semnalului in cablu depaseste o referinta care este reglabila cu componente externe.O alta problema a tranceiverelor este impedanta pe care o prezinta conectorului si care daca depaseste limitele standardului va afecta forma semnalului si deci vor apare receptie eronate putindu-se ajunge la deteriorarea intregului trafic pe retea. Interfata este realizata si ea ca si tranceiverul pe un singur chip care are nevoie de un nr. foarte mic de componente suplimentare pentru a completa interfata.De ex. interfata firmei AMD 7990 are integrat comtroller-ul de bus pentru calculatoare IBM PC, codorul-decodorul Manchester, logica si memoria necesara controlului CRC necesitind suplimentar un PAL de adaptare in cazul unei alte CPU decit compatibil 8086 si un amplificator de interfata seriala in cazul in care se foloseste cablu de tranceiver.Acest chip va realiza deci codarea si adaugarea preambulului de sincronizare si a codului de verificare a CRC la pachetul de date MAC care il primeste din memorie.La receptie va transfera in memorie pachetul pe care il primeste fara preambul dar cu cei 4 octeti de verificare a CRC.AMD 7990 realizeaza o testare a CRC pe masura ce pachetul soseste astfel ca la sfirsit va semnala daca este nevoie faptul ca pachetul are CRC eronat,aceasta functie a nivelului de date este implementata aici pentru a micsora timpul de lucru asupra unui pachet care oricum este eronat.Totusi renuntarea la pachete nu se face la acest nivel decit in cazul in care pachetul este mai mic de 64 de octeti(acesta apare doar in cazul unei coliziuni).Restul erorilor sint raportate astfel incit sa se poata renunta la pachetele incomplete sau sa se retransmita cele afectate de coliziune.Aceasta se face si datorita faptului ca memoria interna a chip-ului este destul de mica el lucrind prin DMA cu memoria RAM prin care si dialogheaza cu CPU,rezultatul este ca mare parte a pachetelor este deja in memorie cind se constata o eroare a CRC sau o coliziune.O facilitate a lui AMD 7990 este un reflectometru care poate detecta locul unde este defect cablul de legatura. Comunicarea intre interfata si tranceiver este interactiva astfel tranceiver-ul asculta permanent cablul de legatura si semnaleaza receptia si incepe sa transmita datele catre interfata aceasta calculeaza CRC daca in acest timp tra-nceiver-ul raporteaza o coliziune interfata va ignora restul pachetului si va transmite mai departe eroare de coliziune altfel in momentul cind s-a umplut buffer-ul cere accesul la bus si depune acest bloc in memorie incepind cu locatia care i-a fost comunicata anterior.Daca la sfirsit va constata eroare de CRC va raporta aceasta eroare.La transmisie primeste pachetul MAC si incepe transmisia, in cazul in care tranceive-rul nu raporteaza receptie, cu semnalul de sincronizare continuind cu restul mesajului.Daca apare o coliziune inainte de a termina transmisia primilor 64 de octeti atunci chip-ul va repeta trnsmisia conform algoritmului nivelului MAC dupa un timp aleator calculat conform algoritmului cu sloturi binare exponentiale trunchiate.Va incerca retransmisia de 15 ori a 16 oara va semnaliza eroare de transmisie si va trece la trimiterea urmatorului mesaj.Daca eroarea apare dupa transmisia primilor 64 de octeti va semnaliza eroarea fara a incerca retransmisia. Subnivelul MAC al nivelului legaturii de date Acest subnivel are urmatoarea forma a o pachetului: Dupa cum se observa frame-ul contine adresa destinatarului a expeditorului lungimea cimpului de date si cimpul de date care este de fapt pachetul sosit de la nivelul anterior .Restul cimpurilor am vazut ca desi fac parte din acest nivel in sensul ca aici ar trebui adaugate pachetului de fapt sint adaugate mai jos de placa de retea.Standardul prevede doua mecanisme de adresare cu 2 octeti sau cu 6 octeti.Cel mai semnificativ bit al adresei da felul adresei de grup daca este 1 si individuala daca e 0.La transmisia unui mesaj catre un grup toti membrii grupului vor primi acel mesaj o astfel de transmisie se numeste multicast.O adresa formata doar din 1 este destinata tuturor statiilor din retea chiar si celor despartite de bridgere si se numeste broadcast. O alta caracteristica interesanta a adresarii este aceea ca bitul 46 al doilea cel mai semnificativ bit da adrsesa locala sau globala.Ideea este ca doua retele sa nu aiba aceeasi adresa de retea pentru a permite o adresare unica ceea ce este posibil cu 46 de biti de adresa. Cimpul de lungime a cimpului de date arata lungimea care poate fi intre 0 si 1500 de octeti.Avem totusi o lungime minima ca in momentul cind un tranceiver detecteaza o coliziune daca ar opri transmisia ar exista trnaceivere care nu ar sesiza coliziunea, astfel ca e necesara aceasta lungime minima de 64 de octeti.Daca cimpul de date este totusi mai mic de 64 de octeti cimpul PAD este folosit pentru a completa pina la lungimea minima.Un alt motiv este acela ca se evita astfel ca primul bit sa nu ajunga la destinatie cind expeditorul a terminat transmisia . Arbitrarea accesului la cablu se face distribuit conform protocolului CSMA/CD. CSMA/CD (Carrier Sense Multiple Access/Collision Detection) este un protocol de acces la cablu astfel :daca doua statii observa ca nu transmite nimeni pe cablu vor incepe imediat sa transmita si vor sesiza in acelasi timp coliziunea moment in care isi vor incheia transmisia pachetelor .Aceasta terminare a transmisiei inainte de a termina de transmis pachetul este o imbunatatire fata de algoritmii anteriori istoric CSMA persistent si nepersistent.Modul de lucru al protocolului: FRAME [T0 ARBITRARE INTERVAL T1] FRAME IDLE ETC In momentul t[0] o statie a terminat de transmis si orice statie care are un pachet de transmis o va face.Daca va detecta o coliziune va astepta un timp aleator de lung dupa care va reincerca transmisia. Algoritmul de arbitrare a accesului la cablu va tine cont in primul rind de timpul in care dupa o coliziune toate statiile o vor sesiza si vor renunta la inceputul de pachet corupt.Timpul minim este acela in care se propaga semnalul de la un capat la celalalt al retelei.Totusi acesta nu este timpul in care toate statiile vor sesiza coliziunea :sa presupunem ca distanta intre statii este de s microsecunde timpul in care statia care incepe sa transmita prima va sesiza coliziunea este de 2s secunde.Algoritmul dupa care o statie va reincerca emisia este calculat dupa un algoritm care divide timpul de asteptare in sloturi de lungime egala cu timpul cel mai lung in care toate statiile detecteza coliziunea adica 2s pentru o retea de cablu gros s este 512 bits sau 51,2 microsecunde(cei 64 de octeti).Algoritmul este urmatorul dupa n coliziuni statia va astepta un numar aleator de sloturi de timp intre 0 si 2 la puterea n minus 1.daca n este mai mic de 10.Peste 10 coliziuni nr. de sloturi ramine constant 1023 pina la a 16-a coliziune cind se abandoneaza cu raportarea erorii.
