Cuprins:

Argument..............................................................................................................3

I. Reea de calculatoare................................................................................4II. Definitia retelei LAN.................................................................................8III. Ethernet....................................................................................................13IV. Switch de reea .........................................................................................16V. Ruter.........................................................................................................17

Webografie.........................................................................................................23

9Argument

O reea de calculatoare reprezint un ansamblu de calculatoare (sisteme de calcul) interconectate prin intermediul unor medii de comunicatie (cablu coaxial, fibr optic, linie telefonic, ghid de unde) n scopul utilizrii n comun de ctre un numr foarte mare de utilizatori - chiar la nivel mondial - a tuturor resurselor fizice (hardware), logice (software de baz i aplicaii) i informaionale (baze de date) asociate calculatoarelor din reea. Prin astfel de reele de calculatoare se poate asigura o integrare informatic a unui numar foarte mare de utilizatori la nivel local, regional i mondial.Apariia calculatoarelor conectate n reea a reprezentat o performan privind utilizarea calculatoarelor n procesarea informaiilor. Multiplele avantaje oferite de reelele de calculatoare sunt:- utilizare eficient prin partajare a resurselor unitii centrale (UC);- acces direct la resursele hardware (memorii externe, imprimante, etc.) i software (editoare, limbaje de programare, programe specializate);- pstrarea programelor i fiierelor ntr-o singur copie (pe server) i utilizarea lor de ctre orice utilizator cu drept de acces;- sistem de protecie a fiierelor i programelor;- utilizarea sinultan a bazelor de date de ctre mai muli utilizatori;- comunicare i schimb de informaii (programe i fiiere) ntre utilizatori la nivel local, regional sau mondial.Dezvoltarea reelelor de calculatoare (mici sau mari) a contribuit la elaborarea i utilizarea unor aplicaii cu un impact mare asupra vieii economice i sociale din ntreaga societate:- accesul la programe complexe ce ofer informaii utile la nivel macroeconomic;- accesul la mari baze de date din domeniile economic, financiar, comunicaii, etc.;- accesul la informaii tiinifice i transferul rapid al articolelor tiinifice.I. Reea de calculatoareO reea de calculatoare (englez: computer network) leag ntre ele o mulime maimic sau mai mare de calculatoare, astfel nct un calculator poate accesa datele,programele i facilitile sau resursele unui alt calculator conectat la aceeai reea. De obicei este nevoie dai de msuri de restricie/siguran a accesului.Metodele de conectare sunt n continu dezvoltare i deja foarte diverse, ncepnd cu tot felul de cabluri metalice i de fibr optic, chiar submarine, i terminnd cu legturi fr fir prin unde radio cum ar fi Wi-Fi, WiMAX sau Bluetooth, prin raze infraroii ca deex. IrDA sau prin intermediul sateliilor

Clasificarea reelelor de calculatoare dup centralizareExist reele de calculatoare centralizate i descentralizate. Printre reeleledescentralizate se numr ca exemplu reelele ARPAnet, Metanet i Freenet.

Clasificare dup topolog

Exemple de topologii ale reelelor de calculatoare

Topologia (structura) unei reelerezult din modul de conectare a elementelor reelei ntre ele. Ea determin i traseul concret pe care circul informaia n reea"de la A la B". Principalele tipuri de topologii pentru reelele LAN sunt: topologia Bus (nseamn magistral)- are o fiabilitate sporit i o vitez mare de transmisie; topologia Ring (inel) - permite ca toate staiile conectate s aib drepturi i funciuni egale; topologia Star (stea) - ofer o vitez mare de comunicaie, fiind destinat aplicaiilor n timp real.Reelele mai mari prezint o topologie fo rmat dintr-o combinaie a acestor trei tipuri.

Clasificare dup modul de conectareReelele de calculatoare pot fi clasificate i dup tehnlogia care este folosit pentru a conecta dispozitive individuale din reea, cum ar fi fibr optic, Ethernet, Wire less LAN (din englez i nseamn "fr fir"), HomePNA sau Power line.Metodele de conectare sunt n continu dezvoltare i deja foarte diverse, ncepnd cu tot felul de cabluri metalice i de fibr optic, cabluri submarine, i terminnd cu legturi prin radio cum ar fi Wi-Fi sau Bluetooth, prin raze infraroii (IrDA) sau chiar prin intermediul sateliilor.Foarte rspndit este metoda Ethernet, termen care se refer la natura fizic a cablului folosit i la tensiunile electrice ale semnalului. Cel mai rspndit protocol de comunicare n reelele Ethernet se numete CSMA/CD ("Carrier Sense Multiple Access / Collision Detection"). Dac sunt utilizate undele radio, atunci reeaua se numete reea fr fir(englez: wireless)."HomePNA" este un sistem de conectare ntre ele a calculatoarelor i aparatelor "inteligente" dintr-o locuin, bazat pe fire normale de telefon sau cablu normal de televiziune.n fine, sistemul "Power line communication" (PLC) se bazeaz pe reeaua de curentelectric, att cea de nalt ct i cea de joas tensiune, care practic ajung la orice loc din lume.

Clasificare dup relaiile funcionale (arhitectura de reea)Reelele de calculatoare mai pot fi clasificate n funcie de relaiile funcionale care exist dintre elementele unei reele, ca de exemplu: Active Networking Architecture, Client- Server Architecture i Peer-to-peer (workgroup) Architecture.O alt clasificare funcional folosete termenii:Storage Area Network (SAN) - o reea dedicat interconectrii eficiente a dispozitivelor de stocare a datelorNetwork Attached Storage (NAS) - dispozitive de stocare concepute pentru a fi ataate nu la cte un calculator particular din reea, ci direct la reea, putnd astfel fi puse la dispoziia tuturor calculatoarelor reelei.

Clasificare dup extindereReelele de calculatoare se mpart dup extinderea lor n urmtoareletipuri:LAN, MAN, WAN i, ceva mai nou, PAN. Reelele relativ mici, de exemplu cu cel mult cteva sute de calculatoare n aceeai cldire legate ntre ele direct, se numesc Local Area Network (LAN). O reea de tip LAN dar fr fir (prin unde radio) se numete WLAN (Wireless LAN). Reele de mare ntindere geografic, de exemplu ntre 2 orae, pe o ar, un continent sau chiar pe ntreaga lume, se numesc Wide Area Network (WAN). Reelele de tip WAN au fost iniial foarte costisitoare. Numai companiile mari i puteau permite un WAN particular. La ora actual ns, cele mai multe conexiuni de tip WAN folosesc ca mijloc de comunicaie Internetul - acesta este universal i public, deci nu foarte controlabil de ctre un utilizator, n schimb ns foarte convenabil ca pre. n sfrit, PAN nseamn Personal Area Network - o reea de foarte mic ntindere, de cel mult civa metri, constnd din aparatele interconectabile din apropierea unei persoane, cum ar fi o imprimant sau un scanner, sau chiar aparatele pe care o persoan le poart cu sine, ca de exemplu un telefon mobil sauun smartphone, un player MP3 sau un aparat de navigaie GPSportabil.Reele locale (Local Area Network)Un LAN este o reea care acoper o zon geografic restrns, cum ar fi la domiciliu,birou, sau o cldire. Reelele LAN curente sunt bazate pe tehnologia Ethernet. De exemplu, o bibliotec va avea o conexiune prin fir sau de tip Wireless LAN pentru a interconecta dispozitive locale (ex.: imprimante, servere) i pentru a accesa Internetul. Toate calculatoarele din bibliotec sunt conectate prin fir de reea de categoria 5, numit UTP CAT5 cable, ruleaz protocolul IEEE 802.3 printr-un sistem de dispozitive interconectate care eventual se conecteaz i la Internet. Cablurile care duc spre server sunt de tipul numit UTP CAT5e enhanced cable; ele suport protocolul IEEE 802.3 la o vitez de 1 Gbit/s. n exemplul din dreapta reeaua a fost construit n aa fel nct calculatoarele angajailor bibliotecii din partea drept a imaginii pot accesa imprimanta color, nregistrrile despre crile mprumutate, reeaua academic i Internetul. Toi utilizatorii pot accesa Internetul, i catalogul bibliotecii.Fiecare grup din reea poate accesa imprimanta sa local. n rest, imprimantele nu sunt accesibile din afara grupului respectiv. Toate dispozitivele interconectate trebuie s foloseasc nivelul 3 network layer din modelul de referinOSI, fiindc n acest exemplu este vorba de mai multe subreele (cu culori diferite). Subreelele din interiorul bibliotecii au viteza denumai 10/100 Mbit/s, conexiune Ethernet pn la utilizatorul final, i Gigabit Ethernetctre ruter-ul principal, care poate fi numit i "layer 3 switch", fiindc el are numai interfa Ethernet i trebuie s "neleag" IP. Mai corect ruterele se numesc: "ruter de acces" (ruterul de sus este un ruter de distribuire care conecteaz la Internet), i " ruter al reelei academice" - accesat de utilizator.n prezent tehnologia Ethernet sau i alte tehnologii LAN conformestandardului IEEE 802.3 opereaz la viteze de peste 10 Mbit/s. Aceasta este rata de transfer teoretic maxim. IEEE are ns proiecte de dezvoltare a standardelor de 40 i chiar 100Gbit/s.

InternetworkingTehnicile de internetworking (n sens de inter-networking, i nu internet-working) conecteaz ntre ele dou sau mai multe reele sau segmente de reea, folosind dispozitive ce opereaz la nivelul 3 al sistemului de referin OSI, cum ar fi un ruter. Orice interconexiune ntre reele publice, private, comerciale, industriale sau guvernamentale poate fi numit "internetworking".n practica actual, reelele interconectate folosesc nivelul Internet Protocol (IP). Exist trei tipuri de reele internetwork, n funcie de cine le administreaz i cine are acces la ele: intranet extranet InternetReelele de tip intranet i extranet pot avea sau nu i acces la Internet. Dac ele sunt conectate la Internet, atunci ele trebuie s fie protejate mpotriva accesului neautorizat din Internet. Internetul nu este considerat parte constituent a unui intranet sau extranet. Totui el poate servi drept cale de acces la unele poriuni ale extranet-urilor.

Echipamente pentru realizarea reelelor de calculatoareO plac de reea, adapter de reea sau plac de interfa cu reeaua este o pies / un circuit electronic care permite calculatoarelor s se lege la o reea de calculatoare. Ea asigur accesul fizic la resursele reelei, care la rndul lui permite utilizatorilor s creeze conexiuni/sesiuni/legturi cu ali utilizatori i calculatoare.Repeater-ul (se citete aproximativ ri-'pi-tr) este un dispozitiv electronic care primete semnale pe care le retransmite la un nivel mai nalt sau la o putere mai mare, sau de cealalt parte a unui obstacol, astfel ca semnalul s poat acoperi zone mari fr degradarea calitii sale.Termenul repeater provine din telegrafie unde reprezint un dispozitiv electromecanic folosit pentru a retransmite semnale telegrafice. Aceast definiie a continuat s existe n telefonie precum i la sistemele de transport de date.n telecomunicaii definiia de repeater are urmatoarele sensuri standardizate: un dispozitiv analog care amplific semnalul de intrare indiferent de natura sa(analoag sau digital) un dispozitiv numeric care amplific, redimensioneaz sau produce o combinaie dinaceste funciii asupra semnalului digital de intrare pentru a fi retransmis.Ethernet hubUn "hub" de reea (cuvntul englez hub se citete aproximativ hab i nseamn butucde roat) este un dispozitiv pentru conectarea altor dispozitive fie prin cablu rsucit (detip twisted pair), fie prin cablu de fibr optic; legtura permite ca reeaua s se comporte ca un singur segment. Hub-urile funcioneaz la nivelul 1 (fizic) al sistemului de referin OSI.n caz de blocare, hub-ul este responsabil i pentru retransmiterea semnalului spre toate porturile sale.Deseori hub-urile dispun de connectoare de tip BNC i/sau AUI, pentru a permite conectarea la astfel de segmente de reele cum ar fi 10BASE2 i 10BASE5. Apariia switch- urilor a nlocuit practic pe pia hub-urile, dar ele totui mai sunt ntlnite la conexiuni mai vechi i n aplicaii speciale.Hub - detalii tehniceO reea Ethernet unit prin hub-uri se comport ca o reea partajat, fiindc la orice moment dat un singur dispozitiv transmite, iar fiecare gazd este responsabil de detectarea eventualelor coliziuni ale semnalelor, n care caz semnalul trebuie retransmis. n general hub- urile sunt dispozitive de transmitere de date cu randament sczut. Hub-urile nu duc evidena despre traficul care trece prin ele, orice pachet de date care int prin unul din porturile disponibile este transmis spre toate celelalte porturi. Pentru c fiecare pachet de date este trimis la toate celelalte porturi, are loc aa numitul proces de coliziune a datelor care frneaz fluxul datelor sub viteza nominal. Necesitatea gazdelor (host) pentru detectarea coliziunilor de date limiteaz numrul de hub-uri i mrimea reelei. Pentru reele de 10 Mbit/s, sunt permise pn la 5 segmente (4 hub-uri) ntre dou staii de lucru finale. Pentru reele de 100Mbit/s cifra se reduce la 3 segmente (2 hub-uri) ntre dou terminale finale, i acest lucru este permis numai dac media de ntrziere a semnalului este sczut.Multe hub-uri detecteaz probleme tipice, aa cum ar fi coliziuni excesive pe unele porturi. Reelele Ethernet bazate pe hub-uri sunt n general mai robuste dect reele Ethernet pe baz de cablu coaxial, unde un dispozitiv cu malfunciuni poate deactiva un segment ntreg. Chiar dac nu este partiionat automat, depanarea hub-urilor este o procedur mai uoar fiindc indicatorii de activitate situai n dispozitiv pot reflecta sursa problemei; n ultim instan, pentru a localiza sursa unei probleme, dispozitivele pot fi deconectate dela hub pe rnd, unul cte unul, mult mai uor dect la un cablu coaxial.Hub - folosireDin punct de vedere istoric motivul principal pentru folosirea hub-urilor a fost preul lor redus, n comparaiei cu switch-urile. Dar ndat ce preurile la switch-uri au sczut considerabil, situaia s-a schimbat; totui n anumite situaii speciale mai sunt folosite iazi hub-uri:Un analizator de protocoale conectat la un switch nu poate ntotdeauna primi toate pachetele dorite, fiindc switch-ul separ porturile n diferite segmente. Conectarea analizatorului de protocol la un hub i permite a vedea tot traficul de pe segment. (iun switch se poate configura pentru a permite ca un port s asculte traficul de la un alt port. Aceasta se numete port mirroring = oglindirea unui port. Cu toate acestea, aceast configuraie este mai costisitoare dect cea cu hub-uri.)Aa -numitele Computer Clusters necesit ca fiecare membru (computer) s poatprimi tot traficul care duce spre clustere. Un hub va face acest lucru pe cale natural; folosirea unui parametru de punere n aplicare necesit trucuri speciale. n cazul n care utilizatori finali au acces la un parametru pentru a face conexiuni, de exemplu ntr-o sal de conferine, un utilizator fr experien, neglijent sau sabotor poate deactiva reeaua prin legarea mpreun a dou port-uri, stabilind astfel o bucl. Aceast situaie poate fi prevenit prin utiliz areaunui hub; n cazul dat bucla va deconecta ali utilizatori de la hub, dar nu tot restul reelei. (De asemenea, situaia poate fi prevenit prin utilizarea unuiswitch, care poate detecta i soluiona problemele provenite de la bucle, de exemplu prin punerea n aplicare a protocoluluinumit spanning tree.)II. Definitia retelei LAN

O posibila definitie a retelelor locale (in continuare se foloseste abreviativul LAN), care sa puncteze aspectele sale particulare majore, ar fi urmatoarea:,,O retea locala de calculatoare este un sistem care permite unor aparate independente sa comunice intre ele, in cadrul unui spatiu limitat, utilizand pentru comunicatie canale fizice de viteza ridicata si sigure .Definitia contine cativa termeni ce pot fi explicitati pe scurt astfel:aparate independente, semnifica in contextul unui LAN, orice aparat (sistem) care se conecteaza in retea, schimband date cu celelalte sisteme din retea. Daca la inceputurile erei retelelor, acestea erau sisteme de tip master-slave, aparatele conectate nefiind egale, in cadrul unui LAN toate devin de egala importanta, functionarea retelei nedepinzand major de functionarea vreunuia.Zona limitata, indica faptul ca resursele unui LAN sunt situate apropiat, in cadrul unei cladiri sau grup de cladiri apropiate geografic, la distante ce nu depasesc cativa kilometri). Retelele LAN se utilizeaza indeosebi in unitati industriale, de invatamant, birouri ale companiilor, etc.Canal de comunicatie de viteza ridicata si sigur, semnifica urmatoarele: modul de functionare al unei retele locale, de tip rafala (burst), coroborat cu dorinta utilizatorilor de a avea asigurate (atunci cand utilizeaza reteaua) conditii de lucru de inalta calitate, implica folosirea de medii de transmisie de viteza inalta, ce vor fi folosite in timp de toti utilizatorii; aceasta implica ca un sistem din retea care transmite (emite) la un moment dat esteproprietarul intregii capacitati de transmisie a retelei. Celelalte sisteme din retea vor fi in acest timp pasive (receptori), deci, in general, pentru LAN tehnica de transmisie este de tip difuzare (broadcast). Mediile de transmisie folosite sunt de buna calitate, datorate si posibilitatii de instalare si intretinere in zona limitata proprie LAN. Rata de erori datorata comunicatiei este deci mica, avand un efect pozitiv si asupra complexitatii protocoalelor (sistemului de programe), care nu trebuie sa prevada algoritmi complicati pentru detectia si corectarea erorilor.Atributele prezentate de o retea locala sunt:flexibilitatea, dovedita de posibilitatea utilizarii LAN in aplicatii diverse, datorita faptului ca un LAN poate integra impreuna diverse tipuri de echipamente siguranta, data de o tehnologie bine pusa la punct si inchegatamodularitatea, ce ofera posibilitatea integrarii intr-un LAN de echipamente de proveniente diverseexpandabilitatea, sau posibilitatea de a creste gradat complexitatea retelei, dupa dorinta utilizatoriloradministrarea si gestionarea relativ simpla (de obicei o autoritate administrativa) si mult bazata pe accesul de la distanta, dat de posibilitatea utilizarii unor programe de gestionare economicitatea, sau posibilitatea de a folosi reteaua intr-un mod eficient si ieftin

De remarcat ca daca initial protocoalele de nivel ierarhic scazut asociate retelelor LAN se refereau si la probleme practice de cablare, o viziune moderna deceleaza cele doua probleme, astfel ca putem considera ca astazi, pentru a caracteriza complet o retea locala deun anumit tip, avem de-a face cu protocoalele standard asociate, dar si cu cablarea structurata a retelei.Proiectul IEEE 802

Odata cu raspandirea retelelor locale s-a manifestat firesc si varietatea lor (retele Ethernet, Arcnet, Token-ring, etc.), lucru si cu implicatii negative, ceea ce a facut ca organizatia IEEE sa constituie (la inceput) sase comitete pentru studiul problemei standardizarii in domeniul LAN. Astfel a fost demarat proiectul IEEE 802, care a avut initial urmatoarele comitete de standardizare:802.1 comitet pentru problemele legate de interfata cu nivelele ierarhice superioare si gestionarea retelei locale (Higher Layer and Management) 802.2 pentru definirea controlului legaturii logice LLC (Logical Link Control)802.3 pentru elaborarea standardului CSMA/CD (Carrier Sense, Multiple Access, Collision Detection) 802.4 pentru elaborarea standardului retelelor de tip Token Bus 802.5 pentru elaborarea standardului retelelor de tip Token Ring 802.6 pentru elaborarea standardului retelelor metropolitane de tip DQDB (DistributedQueue, Dual Bus)Acestor comitete de lucru stabilite initial, li s-au adaugat in timp altele, numite si grupuri consultative, sau grupuri de lucru (working group), precum:802.7 grupul pentru avizarea problemelor retelelor de banda larga (broadband technical advisory group) 802.8 grupul de avizare pentru retelele optice (fiber optic technical advisory group) 802.9 grupul pentru retele cu servicii integrate (cu integrarea datelor si a vocii) 802.10 grupul de lucru in domeniul securitatii in retele 802.11 comitetul de lucru pentru retelele nebazate pe fir (Wireless Networks) 802.12 pentru retele de tip 100baseVG 802.13 pentru retele de tip 100baseX.802.14 grupul de lucru pentru standardizarea transportului datelor in retele bazate pe cablu TV traditional (CATV), cu posibilitati de transport trafic multimedia.

IEEE 802.1 Higher Layer and Management

IEEE 802.1 constituie standardul ce contine specificatiile generale ale proiectului 802. Este constituit din mai multe parti, dintre care cele mai importante sunt: 802.1 partea A, numita Consideratii generale si Arhitectura (Overview andArchitecture)802.1 partea B, numita Adresarea pentru interconectare si Gestionarea retelei (Addressing Internetworking and Network Management)802.1 partea D, cu referire la interconectarea retelelor locale cu metode diferite de acces la mediu (MAC Bridges)

Primele doua parti sunt prezentate in continuare, iar partea D va fi dezvoltata pe larg in capitolul referitor la interconectarea retelelor locale.Proiectul IEEE 802 introduce idea ca retelele locale si cele metropolitane sa furnizeze o interfata unificata catre nivelele superioare OSI, mai precis catre nivelul retea. Aceasta interfata are rolul de a acoperi diferentele tehnologiei de transmisie folosita de fiecare retea in parte. Pentru a realiza mai simplu acest deziderat, proiectul IEEE 802 divide nivelul legaturii de date, asa cum este el descris de modelul OSI, in doua subnivele, care preiau fiecare o serie de functii specifice nivelului legaturii de date (si nu numai), si anume:subnivelul controlului legaturii logice LLC (Logical Link Control), comun tuturor retelelor 802subnivelul controlului accesului la mediu MAC (Medium Access Control), particular fiecarei retele 802, si depinzand de nivelul fizic asociat.LLC constituie interfata unificata catre nivelele arhitecturale superioare, fiind descrisa de standardul 802.2.Diferitele tipuri de acces la mediu si controlul lor fac obiectul standardelor specifice, sa le notam 802.x, fiind enumerate mai sus.

Controlul legaturii logice (LLC)

IEEE 802.2 este standardul pentru subnivelul controlului legaturii logice, LLC. Acesta descrie atat serviciile furnizate de LLC, cat si protocolul care le implementeaza.

Serviciile LLC

LLC ofera nivelului OSI retea trei tipuri de servicii, structurate in ordinea:LLC Type 1, serviciu nebazat pe conexiune si fara achitare (Unacknowledged Connectionless Service). In aceasta modalitate de lucru, transferul de date este nebazat pe stabilirea initiala a unei conexiuni, si deasemanea nu foloseste achitarea. Sedistinge prin viteza, deci este de preferat pentru retelele rapide si fiabile, cum este cazul retelelor localeLLC Type 2, serviciu orientat pe conexiune (Connection Oriented Service); se caracterizeaza prin stabilirea unei conexiuni intre entitatile corespondente, inaintea transmiterii datelor, care sunt achitate, pentru a se asigura un control riguros al eroriLLC Type 3, serviciu neorientat pe conexiune, dar cu achitare (Semireliable Service), un serviciu hibrid, folosit mai ales in retelele locale ce opereaza in mediu industrial, deci conditiile oferite de nivelul fizic sunt mai precare si incidenta erorilor mai ridicata.

O anumita retea LAN poate realiza unul sau mai multe tipuri de servicii, depinzand de conditiile concrete de folosire. O clasificare a lor ar fi:-retele de clasa I, realizand numai servicii LLC de tip 1-retele de clasa II, realizand servicii de tip 1 si 2-retele de clasa III, pentru servicii LLC tip 1 si 3-retele de clasa IV, realizand toate cele trei tipuri de servicii LLCSe observa ca toate retelele LAN folosesec serviciul de tip 1, cel mai simplu posibil; este normal deoarece retelele LAN folosesc medii de transmisie de viteza ridicata si de calitate, cu rata mica de eroare. Este deci neoptim sa se foloseasca la acest nivel arhitectural protocoale complexe, cu tratarea erorii, care incetinesc transmisia, caci erorile reziduale ce se pot ivi vor putea fi tratate si corectate la nivele superioare.

Protocolul LLC

Subnivelul LLC, avand ca scop furnizarea catre nivelele superioare ale ierarhiei de protocoale a unei interfete unificate, independente de ceea ce se gaseste dedesubtul sau, a fost proiectat intr-un mod similar protocoalelor folosite de retelele WAN. Pentru ca modelul OSI accepta la acest nivel protocolul HDLC (vezi capitolul ...), se poate spune ca protocolul LLC constituie o adaptare a protocolului HDLC pentru retelele locale.

1919Diferenta principala intre LLC si HDLC este data de modul de interactiune cu nivelul fizic; daca HDLC, protocol al nivelului OSI legatura de date (data link layer), interactioneaza direct cu nivelul fizic, trebuind sa indeplineasca functiile de asigurare a delimitarii cadrelor si a transparentei campului de date (folosirea tehnicii de tip bit stuffing), subnivelul LLC are dedesubt subnivelul accesului la mediu MAC, care solutioneaza aceste probleme. Cu toateaceste simplificari, campul de control al unitatilor de date ale protocolului LLC este acelasi cu al protocolului HDLC, descris in capitolul ... Deasemenea LLC poate opera atat in varianta nebazata pe conexiune, cat si in varianta conexa, desi marea majoritate a implementarilor folosesc doar prima.

Unitatea de date LLC-PDU (Protocol Data Unit) a protocolului LLC este ilustrata, fiind similara cu a protocolului HDLC.

AdresadestinatieAdresa sursaControlInformatie

1 octet 1 octet 1,2 octeti m octeti

Campul de control identifica, functie de valoarea sa, trei tipuri de unitati de date LLC: I-PDU, unitati de date de informatie, pentru transmiterea efectiva a datelor utilizatorS-PDU, unitati de date supervizor, menite a transporta informatiile de control ale protocoluluiU-PDU, unitati de date fara numerotare (unnumbered), menite a transporta date necesare anumitor initializari sau pentru diagnosticare (date de test).

Deoarece o aceeasi retea locala poate prevedea (suporta) protocoale diferite pentru nivelele superioare (Decnet, TCP/IP, IPX/SPX), protocolul LLC, pentru a oferi o tratare standard, prevede un punct de acces la servicii SAP (Service Access Point) particular, numit LLC-SAP. El este folosit pentru adresarea folosita de LLC (deci il intalnim in campul de adrese al LLC-PDU), pentru a se distinge care dintre protocoalele de nivel superior (de nivel retea mai precis) este in uz. Astfel, pe baza acestui SAP, situat la interfata catre nivelul retea, se poate face alegerea tipului de protocol de nivel retea catre care se indreapta serviciile oferite de LLC. Adresarea LLC foloseste un octet, si valorile posibile ale octetului codificaprotocoalele folosite. Intre bitii octetului, cei mai putin semnificativi doi biti au o semnificatie clara, si anume:Primul bit, cel mai putin semnificativ, se numeste I/G si semnifica tipul de adresa (are valoarea 0 pentru adresa individuala si valoarea 1 pentru adresa de grup)Al doilea bit, numit U, semnifica daca adresa este definita de utilizator -neuniversala- (valoare U=0), sau este asignata de IEEE, este universala (valoarea U=1)Intre aceste adrese, unele sunt particulare, precum adresa 0FFH, pentru difuzare(broadcast), sau adresa 00, pentru nivelul de legatura de date insusi.O alta valoare particulara pentru campul LLC-SAP este valoarea 0AAH, care identifica protocolul de acces la subretea SNAP (SubNetwork Access Protocol), folosit pentru ca pachetele de la nivelul retea al protocoalelor nerecunoscute de ISO si neavand deci cod propriu LLC-SAP, sa poata fi transportate catre nivelul MAC al retelei.Astfel, cand nivelul LLC primeste un pachet de la nivelul inferior spre exemplu, analizeaza LLC-DSAP, si daca acest camp are valoare diferita de 0AAH, poate selecta imediat nivelul retea caruia sa-i paseze pachetul, iar daca gaseste codul 0AAH (cazul unui SNAP-PDU), decide carui nivel trei sa predea pachetul, pe baza campului din SNAP-PDU care identifica protocolul.Subnivelul de control al accesului la mediu MAC

Subnivelul MAC (Medium Access Control), este specific fiecarui tip de LAN, si are ca principala functie aceea de gestionare a partajarii mediului de transmisie intre sistemele acelei retele (medium sharing). Exista o diversitate de metode de acces la mediu, bazate pe principii diverse, precum: accesul prin interogare (round-robin), prin pasarea jetonului (token passing), prin rezolvarea conflictului (contention based), prin rezervare, etc. Importanta substratului MAC ca si componenta a protocoalelor de tip legatura de date, este sporita de modul de operare cu difuzare (broadcast), specific retelelor locale. In acest mod de lucru, fiecare statiea retelei are acces la toate cadrele care circula in retea, indiferent care este emitatorul. Transmiterea datelor prin difuzare face necesar ca un singur canal de transmisie sa fie impartit intre toate sistemele retelei, si ridica cel putin doua probleme majore:la transmisie, sa se verifice initial ca mediul (canalul de transmisie) este liber, apoi sa se transmita; oricum posibilitatea accesului multiplu da nastere la conflicte, a caror rezolvare cade in sarcina MAC; el decide, dupa un algoritm propriu, care dintre statiile care solicita canalul il vor dobandila receptie, fiecare statie sa determine daca ii este destinat mesajul, si cine este emitatorul acelui mesaj.Aceasta ultima problema implica existenta adresarii la nivel MAC, deci in campurile unitatilor de date ale protocolului MAC (MAC-PDUs), vor trebui sa existe campuri pentru adresele statiilor emitatoare (numita generic MAC-SSAP) si receptoare (MAC-DSAP), ale fiecarui mesaj pus in mediul de transmisie. Campul de tip adresa destinatie poate identifica una din situatiile:transmisie statie-statie (punct la punct), cand campul adresa destinatie (DSAP), identifica o singura statie transmisie punct-multipunct, cand se identifica un grup de statii destinatietransmisie cu difuzare efectiva, cand adresa de destinatie identifica toate statiile din retea.De remarcat ca notiunea de difuzare are acoperire fizica (la nivel electric) in cadrul retelelor de tip magistrala (bus), pe cand la retelele bazate pe inel (unde legatura este de fapt punct la punct intre doua statii vecine), difuzarea este o notiune logica.

MAC-PDUs

Daca unitatile de date ale protocolului LLC sunt comune fiecarui tip de LAN, pentru unitatile de date ale nivelului MAC situatia este inversa, in sensul ca fiecare tip de LAN are propriile formate pentru unitatile de date ale protocolului MAC specific. Totusi se pot pune in evidenta, bazandu-ne si pe elementele discutate mai sus, cateva campuri obligatorii (chiardaca de structuri diferite). O parte comuna a oricarui PDU cuprinde campurile ilustrate mai jos:

DSAPSSAPInfoFCS

jos.

Campurile DSAP si SSAP reprezinta adresele destinatie si sursa si vor fi analizate mai

Campul Info contine datele propriu-zise, care sunt de fapt datele provenite de la stratulsuperior, deci contin pachetul LLC-PDUCampul FCS (Frame Control Sequence) este un camp pentru controlul erorilor de transmisie si este uzual un camp de 32 de biti, realizat prin folosirea polinomului aferent codului cu redundanta ciclica CRC (Cyclic Redundancy Check).Adresarea MACAdresele MAC sunt numere scrise uzual in hexazecimal, cu o lungime de sase octeti,stabilite in mod univoc la nivel mondial. Ele sunt inscrise in memoria ROM a placii de retea, in momentul producerii. Pot fi ulterior modificate software prin scrierea intr-un buffer a noii adrese. Structura unei adrese MAC este urmatoarea:cei mai semnificativi trei octeti indica lotul de adrese asignate constructorului de placi de retea sau organizatiei care a proiectat acel tip de retea; poarta numele de OUI (Organization Unique Identifier) ultimii trei octeti sunt completati de fabricant, fiind de fapt un numar de ordine.Dintre bitii campului de adresa, mai precis dintre bitii octetului cel mai semnificativ, primii doi transmisi au o importanta speciala, fiind numiti:bit I/G (Individual/Grup) si semnificand daca adresa destinatie este a unei singure statii (individuala) sau de grup (bitul este setat 1)bit U/L (Universal/Local), dupa cum adresa a fost asignata oficial de catre IEEE (este universala), sau a fost asignata local (bitul are valoarea 1).Pentru ca existau neconcordante intre locul acestor doi biti in cadrul fluxului de biti transmisi catre mediul fizic (protocoalele 802.5 si FDDI transmit intai bitii cei mai semnificativi ai unui octet, iar protocoalele 802.3 si 802.4 transmit intai bitii cei mai putin semnificativi), organizatia IEEE a stabilit ca adresele trebuie scrise si prezentate extern intr-un format canonic, independent de tipul retelei locale, format prezentat de protocolul 802.3.Si adresele MAC pot fi de tip punct-la-punct, punct-multipunct sau broadcast (cod adresa FF- FF-FF-FF-FF-FF).

III. EthernetEthernet este denumirea unei familii de protocoale de reele de calculatoare bazat pe transmisia cadrelor (englez frames) i utilizat la implementarea reelelor locale de tip LAN. Numele provine de la cuvntul englez ether (tradus: eter), despre care mult vreme s-a crezut c este mediul n care acionau i comunicau zeitile. Ethernet-ul se definete printr -un ir de standarde pentru cablare i semnalizare electric aparinnd primelor dou n iveluri din Modelul de Referin OSI - nivelul fizic i legtur de date. Pronunia e ntructva asemntoare cu pronunia cuvntului Internet, a nu se confunda!Ethernet-ul este standardizat de IEEE n seria de standarde IEEE 802.3. Aceste standarde permit transmisia datelor prin mai multe medii fizice, cum ar fi: cabluri coaxiale, folosite n primele reele Ethernet cabluri torsadate - pentru conectarea sistemelor individuale la reea, i cabluri de fibr optic - pentru structura intern (backbone = magistral) a reelei.

Ethernet-ul a nceput s se rspndeasc ncepnd din anii 1980, dezvoltndu-se n detrimentul altor tehnologii cum ar fi Token Ring, FDDI i ARCNET, pn cnd a ajuns practic singurul protocol de nivel 2 de pe piaa

Istoria Ethernet-uluin 1973, la Centrul de Cercetri de la Palo Alto al corporaiei Xerox PARC, Robert Metcalfe a proiectat i testat prima reea Ethernet. El a dezvoltat metode fizice de cablare ce conectau dispozitive pe Ethernet, ca i standardele care guvernau comunica ia pe cablu.Iniial, comunicaia se desfura la viteza de cca. 3 Mbps, pe un singur cablu, partajat de toate dispozitivele din reea. Acest lucru a permis extinderea reelei fr a necesita modificriasupra dispozitivelor existente n reea.n 1979 Digital Equipment Corporation (DEC) i Intel s-au asociat cu Xerox pentru standardizarea sistemului. Prima specificaie a celor trei companii, denumit Ethernet Blue Book, a fost lansat n 1980, cunoscut i sub denumirea DIX standard. Era un sistem pe 10Mbit/s ce utiliza cablu coaxial gros ca backbone n interiorul unei cldiri, cu cabluri coaxiale subiri legate la intervale de 2.5 m pentru a conecta staiile de lucru.IEEE (Institute of Electrical and Electronic Engineers) a lansat n 1983 standardul oficial Ethernet denumit IEEE 802.3 dup numele grupului de lucru care a rspuns de dezvoltarea sa. n 1985 a lansat versiunea 2 (IEEE 802.3a) cunoscut sub denumirea Thin Ethernet sau 10Base2, n acest caz lungimea maxim a cablului este 185 m, chiar daca "2" sugereaz c ar trebui s fie de 200 m.

Descriere generalEthernet-ul a fost inventat pe baza ideii c pentru a lega computerele ntre ele astfel ca s formeze o reea este nevoie de un mediu de transmisie central cum ar fi un cablu coaxial partajat.Conceptul i implementarea Ethernet-ului s-au dezvoltat incontinuu, ajungndu-se azi la tehnologiile de reea complexe, care constituie fundamentul majoritii LAN-urilor actuale. n loc de un mediu (cablu) central, tehnologiile moderne utilizeaz legturi de tipul punct-la- punct, hub, switch (romn: comutator), bridge (punte) i repeater, bazate pe fire electrice de cupru torsadate care reduc costurile instalrii, mresc fiabilitatea i nlesnesc managementul i reparaiile reelei.La nivelele de deasupra nivelului fizic, aparatele dintr-o reea Ethernet comunic ntre ele prin mprirea mesajelor n multe pachete mici, care se transmit i se recepioneaz unul cte unul (dar foarte repede). Fiecare aparat legat la reea primete o adres de laprotocolul Media Access Control (Adres MAC), unic, alctuit din 48 bii, i care se folosete la identificarea att a sursei ct i a destinaiei pachetelor.Toate adaptoarele de reea (NIC) primesc nc din fabric o adres unic, i n mod normal nici un adaptor nu accept pachete adresate altcuiva. La nevoie adresa poate totui fi schimbat, de exemplu atunci cnd un adaptor se defecteaz i trebuie nlocuit cu unul nou, dar pstrndu-se adresa MAC veche.Cu toate progresele fcute, i anume plecnd de la cabluri coaxiale groase care ajungeau la viteze de transmisie de maximum 10 Mbit/s, i pn n zilele noastre, cnd reeleleEthernet cu fibre optice ajung la viteze de pn la 100 Gbit/s (prin standardul IEEE802.3ba[2])[3], formatul cadrelor nu s-a schimbat, astfel nct toate reelele Ethernet pot fi interconectate fr probleme. n plus, datorit marii rspndiri a reelelor Ethernet, scderii permanente a costurilor pentru hardware, precum i miniaturizrii tuturorcomponentelor Ethernet, n ziua de azi funcionalitatea Ethernet se poate implementa la PC- uri direct pe placa de baz, fr a mai fi nevoie de o plac de reea separat.

Caracteristici fiziceCele mai vechi medii de transmisie pentru protocolul Ethernet au fost cablurile coaxiale groase (standardul 10BASE5) i subiri (10BASE2). A urmat apoi cablul torsadat, care este prezent n toate standardele ncepnd cu 10BASE-T (10 Mbps). Odat cu mrirea vitezei, distanele pentru care funcioneaz Ethernet-ul pe cupru s-au redus, ajungnd la numai10 m pentru 100 Gbps. Pentru a asigura conectivitatea la viteze i pe distane mari s-a trecut la fibra optic. Potrivit unor estimri, este posibil ca Ethernet-ul s ajung la o vitez de transfer de ordinul terabiilor pe secund, folosind fibr optic, pn n 2015.Toate protocoalele din familia Ethernet care transmit informaie n banda de baz folosesc codarea Manchester cu valorile de +0,85V i -0,85V.

Formatul cadrului

Exist mai multe tipuri de cadre:

Cadrul Ethernet Versiunea 2 (Ethernet II), numit i cadrul DIX (de la numele companiilor DEC, Intel i Xerox); acesta este cel mai folosit cadru n prezent. Implementarea non-standard a companiei Novell, care nu conine antetul LLC (IEEE802.2). Cadrul IEEE 802.2 LLC Cadrul IEEE 802.2 LLC/SNAP

Toate aceste tipuri de cadre pot conine n plus i o etichet (englez: tag) detipul IEEE 802.1Q, folosit la identificarea VLAN-ului. Aceast extensie mrete dimensiunea maxim a cadrului cu 4 octei, pn la 1522 octei.

Formatul cadrului Ethernet folosit n prezent

Cadre incomplete

Cadrele incomplete sunt cele care au o lungime mai mic dect cea specificat de standard (64 de octei). Astfel de cadre apar cel mai des din cauza coliziunilor din reea, dar i datorit unor probleme cu plcile de reea sau cu implementarea software a stivei de protocoale.

Cadrul Ethernet (IEEE 802.3)Dimensiunea maxima a cadrului: 1.500 bytes. (Aceasta lungime dicteaza n cte cadreva fi mprit mesajul. Un mesaj lung va fi imprit n cadre, care vor fi transmise pe rnd. La staia receptoare, dup ce ajung toate cadrele, ele sunt recombinate pentru a reconstrui mesajul iniial.)Semnificatia cmpurilor cadrului:Antet (Preambul) asigur componentelor din reea timpul necesar detectrii prezenei semnalului i cit irii semnalului nainte de sosirea datelor. SFD (Start Frame Delimiter) 8 bii ce indic nceputul cadrului.Date conine datele furnizate de ctre nivelul superior (pachetul IP) i numarul de bii din cmpul DATA.PAD - dac cadrul este mai mic dect dimensiunea minima = 46 bytes (de exemplu este ultimul cadru al unui mesaj lung) atunci acest cmp va fi umplut cu informaie pn cnd va atinge dimensiunea minim a cadrului de 46 de bytes.FCS (Frame Check Sequence) -pe baza unui algoritm matematic calculeaza CRC (Cyclical Redundancy Check) pentru intregul coninut al cadrului.IV. Switch de reea

Comutator gestionabil (configurabil) model PLANET SGSW 24240R

Un switch (numit i switch de reea sau comutator de reea) este un dispozitiv care realizeaz interconectarea diferitelor segmente de reea pebaza adreselor MAC.Dispozitivele hardware uzuale includ switch-uri, care realizeaz conexiuni de 10,100 sau chiar 1000 MB pe secund, la semi- duplex sau duplex integral.Semi-duplex nseamn c dispozitivul legat astfel poate doar s trimit sau s primeasc informaii la un moment dat, n timp ce duplex integral nseamn posibilitateatrimiterii i primirii concomitente de informaii.Utilizarea extinderilor special proiectate fac posibil realizarea unui numr mare de conexiuni utiliznd diverse medii de reea, incluznd tehnologii utilizate curent,precum Ethernet, Fibre Channel, ATM, IEEE 802.11.Dac ntr-o reea sunt prezente doar switch -uri i nu exist huburi, atunci domeniile de coliziune sunt fie reduse la o singur legtura, fie (n cazul n care ambele capete suport duplex integral) eliminate simultan. Principiul unui dispozitiv de transmisie hardware cumulte porturi poate fi extins pe mai multe straturi, rezultnd switch-ul multi-strat (multilayer).Un Hub este cel mai simplu dispozitiv multi-port. Totui, tehnologia folosit este considerat depita din moment ce un hub retrimite orice pachet de date primit la toate porturile sale cu excepia celui de la care l-a primit. Atunci cnd se folosesc calculatoare multiple viteza scade rapid i ncep s apar coliziuni care ncetinesc i mai mult conexiunea.Prin folosirea switch-ului acest neajuns a fost rezolvat.

Metode de retransmitereExist 4 metode de retransmitere a datelor:Stocheaz i trimite (n englez store and forward) - Switch-ul acioneaz ca un buffer i, n mod uzual, realizeaz o sum de control pentru fiecare cadru retransmis.Cut through - Switch-ul citete doar pana la adresa hardware a cadrului, nainte de a l trimite mai departe. Nu exist detecie de erori la aceast metod.Fragment free - Metoda ncearc s rein beneficiile ambelor metode prez entate anterior. Se verific primii 64 de octei din cadru, stocndu-se informaia legat de adresare. n acest fel, cadrul i va atinge ntotdeauna destinaia. Detecia erorilor este lsat n seama dispozitivelor terminale de la nivelele 3 i 4, de obicei fiind vorba de routere.Comutare adaptiva (in englez adaptive switching) - Metoda comut automat ntre cele trei metode precedente.

Not: Metoda cut through apeleaz la stocheaz i transmite dac portul destinaie este ocupat n momentul sosirii pachetului. Metodele nu sunt controlate de utilizator, constituind sarcinile exclusive ale switch-ului.Tipuri de switch-uri

1. Dup form Montabile n rack Nemontabile2. Dup posibilitatea de configurare Neconfigurabile Configurabile InteligentePrima categorie nu posed interfa de configurare. Ele se regsesc uzual n mediileSOHO (LAN i Small office/Home office).Opiunile de configuraie pentru switch -urile din a doua categorie variaz n funcie de productor i de model. Modelele mai vechi util izeaz o consol serial. Dispozitivele mai recente folosesc o interfa web (uneori se pot configura i prin intermediul propriilorbutoane, dei aceast situaie nu este una tipic).Switch-urile configurabile se regsesc n reele de dimensiuni medii/mari i prezint un pre i o calitate mai ridicate. Sarcina de configurare necesit de obicei nelegerea nivelului 2 al reelelor.Posibile caracteristici configurabile: activarea sau deactivarea unei raze de porturi de comutare; Setari viteza legatura (link) si setari duplex ; setri de prioritate pentru porturi; filtrare bazata pe adrese fizice MAC; folosirea protocolului Spanning Tree;monitorizarea de ctre SNMP (simple network management protocol) a dispozitivului i a legturii; oglindirea porturilor (mirroring, monitoring, spanning); agregarea legturilor (bonding, trunking); setrile VLAN (Virtual Local Area Network). Control acces retea de tip 802.1x. IGMP snooping.

V. Ruter

Un ruter Cisco ASM/2-32EM aflat n serviciu la CERN n 1987

Ruter D-Link DIR-600 din anul 2009Un ruter este un dispozitiv hardware sau software care conecteaz dou sau mai multe reele de calculatoare bazate pe comutarea de pachete (packet switching). Funcia ndeplinit de rutere se numete rutare. n acest articol diferenierea ntre rutere hardware i rutere software se face n funcie de locul unde se ia decizia de rutare a pachetelor de date.Ruterele software utilizeaz pentru decizie un modul al sistemului de operare, n timp ce ruterele hardware folosesc dispozitive specializate (de tip ASIC) ce permit o vitez mai mare de comutare a pachetelor.Ruterele opereaz la nivelul 3 al modelului OSI. Ele folosesc deci adresele IP (de reea) ale pachetelor aflate n tranzit pentru a decide ctre care anume interfa de ieire trebuie s trimit pachetul respectiv. Decizia este luat comparnd adresa calculatorului destinaie cu nregistrrile (cmpurile) din tabela de rutare. Aceasta poate conine attnregistrri statice (configurate/definite de ctre administratorul reelei), ct i dinamice, aflatede la ruterele vecine prin intermediul unor protocoale de rutare.

IstoricPrimul dispozitiv care avea o funcionalitate asemntoare cu ruterele de astzi (comutarea de pachete) a fost Interface Message Processor (IMP). IMPurile erau dispozitivele care asigurau comutarea n ARPANET, prima reea cu comutare de pachete. Ideea de ruter (numite pe vremea aceea gateway - pori) a aprut din lucrul unui grup de cercettori n reele, numit International Network Working Group (INWG). Creat n 1972 ca un grup informal care s analizeze problemele tehnice ale interconectrii diferitelor tipuri de reele existente la vremea respectiv, INWG a devenit n acelai an un subcomitet al Federaiei Internaionale a Procesrii Informaiei .Aceste dispozitive erau diferite de precedentele comutatoare de pachete n dou moduri. n primul rnd, ele conectau reele de tipuri diferite, ca de exemplu reeleseriale ireele locale. n al doilea rnd, dispozitivele acestea nu asigurau controlul erorilor, lsnd acest lucru n sarcina calculatoarelor (aceast idee a fost ncercat i n reeauaCYCLADES).Ideea a fost analizat n mai mult detaliu, n scopul de a produce un prototip funcional, n cadrul a dou programe simultane. Unul din ele era programul iniiat de DARPA care a dus la crearea arhitecturii TCP/IP.[ Cellalt era un program allaboratorului Xerox PARC, creat pentru a explora noi tehnologii pentru reele i care a produssistemul PARC Universal Packet (PUP), care a fost n mare msur ignorat n afara companiei Xerox datorit problemelor de proprietate intelectual.Primele rutere Xerox au intrat n serviciu la nceputul anului 1974. Primul ruter IP adevrat a fost dezvoltat de Virginia Strazisar la compania BBN n 1975-1976, ca parte a unui program iniiat de DARPA. Pn la sfritul anului 1976 existau 3 rutere bazatepe minicalculatorul DEC PDP-11, active n prototipul de Internet existent n acea perioad.Primele rutere multiprotocol au fost create n mod independent de cercettori dela MIT i Stanford n 1981; ruterul de la Stanford a fost creat de William Yeager, iar cel de laMIT de Noel Chiappa, ambele fiind bazate pe PDP-11.Deoarece cea mai mare parte a reelelor actuale sunt bazate pe protocolul IP, ruterele multiprotocol au devenit destul de rare. Cu toate acestea, nu trebuie minimizat importana lor din perioada de nceput al dezvoltrii reelelor de calculatoare, deoarece n acea perioad existau mai multe seturi de protocoale care concurau cu stiva TCP/IP. Se poate spune c ruterele cu stiv dubl, IPv4 i IPv6 pot fi considerate multiprotocol, dar ntr -un mod mult mai limitat dect un ruter ce cunotea protocoalele AppleTalk, DECnet, IP i Xerox.Dup cum s-a artat mai sus, la nceputul erei rutrii (de la mijlocul anilor 1970 pn la mijlocul anilor 1980) pe post de rutere erau folosite minicalculatoare. Dei calculatoarele obinuite pot fi folosite ca rutere, dispozitivele moderne sunt maini extrem de specializate, demulte ori cu hardware dedicat care s accelereze att funciile de baz (comutarea pache telor)ct i funciile speciale (de exemplu criptarea IPsec).[Cu toate acestea, pentru cercetare i alte aplicaii sunt folosite n continuare rutere fcute din calculatoare cu Linux i Unix, ce ruleaz aplicaii cu surs deschis. Dei s istemul de operare pentru rutere de la Cisco (numit IOS) a fost creat de la zero special pentru dispozitive de reea, alte sisteme de operare pentru rutere, precum cele dela Juniper iExtreme Networks sunt variante extrem de adaptate pe Unix (mai exact FreeBSD], respectiv Linux).

Informaii generale

Ruter de nucleu (englez core router)

Ruterele conin n general un sistem de operare specializat (ca de exemplu IOS de la Cisco, Junos de la Juniper sau alternative open-source ca OpenWRT) , RAM, NVRAM, memorie flash, unul sau mai multe procesoare, precum i cel puin dou interfee de reea.Ruterele de vrf pot conine mai multe procesoare i ASIC-uri specializate n comutarea de pachete. Sistemele extensibile bazate pe asiuri, cum ar fi Avaya ERS-8600, au mai multe ASIC-uri pe fiecare modul i permit o mare varietate de porturipentru reele locale sau metropolitane, precum i conexiuni personalizate. Pentru situ aiile n care traficul este mai redus i costul este mai important sunt folosite rutere mai simple. Folosind un software specializat (precum Untangle, SmoothWall,XORP sau Quagga), orice calculator personal poate deveni un ruter (poate oferi funcionalitatea de ruter).

FuncionareProcesul de rutare are dou pri distincte: determinarea cii optime, n care ruterul folosete informaiile din tabela de rutare (inclusiv cele introduse de protocoalele de rutare) pentru a nva interfaa de ieire cea mai potrivit pentru a t rimite pachetele la o anumit destinaie i comutarea pachetelor, care asigur trimiterea unui pachet primit pe o interfa (de intrare) pe interfaa de ieire optim.Determinarea cii optimeAcest parte a procesului de rutare duce la crearea unei tabele de rutare, care conineadresa reelei i masca de reea, adresa urmtorului ruter i/sau interfaa de ieire pentru destinaia respectiv, precum i metrica i di stana administrativ. Reelele sunt plasate n tabela de rutare n ordinea descresctoare a mtii de reea (de la reele mai mici la reele mai mari), iar ruterul le parcurge liniar.[Metrica i distana administrativ sunt cele dou metode de diferen iere ntre diferitele rute ctre aceeai destinaie. Distana administrativ face diferena ntre diferitele tipuri derute (statice, dinamice i direct conectate). Felul n care se calculeaz metrica difer de la un protocol de rutare la altul, ns n general sunt incluse informaii ca ntrzierea, lrgimea de band, distana, cantitatea de trafic. Metrica este relevant doar pentru rute generate de acelai protocol de rutare, de aceea are o importan mai mic dect distana administrativ.Pentru rutele dinamice, procesul de alegere a cii optime este urmtorul:1. Dac reeaua destinaie nu exist nc n tabela de rutare, aceasta este introdus;2. Dac reeaua destinaie este o subreea a unei intrri din tabela de rutare, sunt comparate distana administrativ i metrica:1. Dac acestea sunt identice sau ruta existent are o metric mai bun, nu se efectueaz nicio modificare;2. Dac ruta nou este mai bun, se introduce o nou intrare n tabela de rutare, naintea vechii intrri, astfel nct ruterul s foloseasc aceast rut;3. Dac reeaua exist deja n tabela de rutare, iar noua rut este mai bun, intrarea estenlocuit.Ruterele menin starea rutelor n tabela de rutare, dar nu i starea pachetelor individuale, deoarece acest lucru ar nsemna o ntrziere a comutrii. Mai mult, unele rutere folosesc pentru identificarea rapid a interfeelor de ieire o a doua tabel, numit FIB (englez forward information base). Aceast tabel este optimizat pentru cutarea rapid a interfeelor.Comutarea pachetelorComutarea pachetelor este funcia de baz a unui ruter. Pentru a o ndeplinicorespunztor, ruterul trebuie s efectueze urmtoarele operaii:1. s examineze fiecare pachet sosit i s determine tipul acestuia precum i adresadestinaie,2. s determine adresa urmtorului ruter (sau a destinaiei) ctre care respectivul pachet trebuie trimis, prin examinarea tabelei de rutare,3. s determine interfaa pe care urmeaz s fie transmis pachetul,4. s determine adresa de nivel legtur de date a urmtorului ruter (sau a destinaiei),5. s rencapsuleze pachetului cu informaiile de nivel doi i trei corespunztoare i s -l trimit pe interfaa ctre destinaie.Crearea tabelei de rutare a fost descris n seciunea anterioar. Dac tabela nu conine interfaa, ci doar adresa urmtorului ruter (next hop), este aleas interfaa aflat n aceeai reea cu ruterul urmtor. Dac adresa de nivel legtur de date a acestuia nu este prezent n tabela ARP a interfeei, se face o cerere ARP pentru a o obine. nainte de a transmite pachetul, este decrementat valoarea cmpului TTL (time-to-live) din antetul IP, pentru a evita buclele de rutare.Pentru forwardarea pachetelor IP, designul ruterelor ncearc s minimizeze informaiile despre starea pachetelor pstrate de ruter. Odat ce un pachet a fost expediat, ruterul nu va mai reine niciun fel de informaie despre acel pachet. Pachetele lips i corectarea erorilor sunt atributele nivelului transport.[Printre cele mai importante decizii care trebuie luate n cadrul procesului de comutare este cum se procedeaz n cazul congestiei (adic atunci cnd sosesc mai multe pachete dect poate procesa ruterul). n Internet sunt folosite trei politici pentru aceast situaie: aruncarea pachetelor din coad care depesc dimensiunea memoriei tampon a ruterului (metod cunoscut sub numele din englez tail drop), aruncarea pachetelor pe baza probabilitii de apariie a congestiei n ruter ( englez Random early detection) i aruncarea pachetelor pe baza probabilitii de apariie a congestiei pe o legtur/protocol ( englez Weighted random early detection). Diferena dintre a doua i a treia metod const n faptul c funcia de probabilitate folosit i pragul de la care ncepe aruncarea pachetelor pot fi diferite n funcie de interfaa de intrare sau de protocolul rutat.

Tipuri de rutere

22221) Rutere individuale

Router Wi-Fi Linksys WRT54G

Pentru conectarea reedinelor individuale i afirmelor mici la serviciile de internet princablu, DSL sau la reele de cartier se folosesc rutere de mici dimensiuni i nu foarte puternice. Majoritatea au inclus i un switch, iar unele dintre aceste ruteresuport i conexiuni wireless, n special prin reele Wi- Fi, dar i GPRS, UMTS sau WiMAX.Dei ruterele individuale prezente n acestmoment pe pia asigur conectivitatea la reeaua local la viteze de 100/1000 Mbps, multe dintre ele nu sunt capabile s ruteze un asemenea volum de trafic. Acest compromis a fost fcut deoarece majoritatea conexiunilor rezideniale la Internet sunt limitate ca vitez de ctre furnizor.Funcionalitatea ruterelor pentru acas este n general similar cu a celorlalte rutere,dar acestea mai au o funcie suplimentar, i anume tr ansformarea adreselor IP a tuturor calculatoarelor din reea ntr-o singur adres IP public, prin NAT. Acest lucru face ca, din Internet, ntreaga reea local s arate ca un singur calculator, ns limiteaz numrul conexiunilor simultane (i implicit al utilizatorilor) pe care le poate suporta ruterul.2) Rutere pentru companii

Ruter Cisco 1800

Companiile folosesc rutere de toate dimensiunile. Cele mai puternice se afl de obicei n cadrulcompaniilor de telecomunicaii i al centrelor de cercetare, dar multe companii mari au la rndul lor nevoie de rutere puternice.Multe companii, n special cele cu o rspndire geografic mare, folosesc un model de achiziie aruterelor cu trei nivele: acces, distribuie i nucleu (core).Nivelul accesNivelul acces este punctul n care utilizatorii acceseaz reeaua. El ofer lrgime deband divizat ntre utilizatori i filtrare la nivelul 2 al stivei OSI, precum i agregarea rutelor expuse de acest nivel ctre nivelurile suplimentare. Ruterele de la acest nivel sunt asemntoare ca performane cu ruterele pentru acas i sunt plasate la locaii de la marginea reelei, care nu au nevoie de reguli complicate de rutare.Nivelul distribuieNivelul distribuie asigur separaia ntre nivelul acces i nivelul nucleu. Ruterele de nivel distribuie agreg traficul de la mai multe rutere de acces, fie din aceeai locaie, fie din locaii diferite, ctre nodul central al reelei companiei. Ele asigur i comutarea pachetelor ntre diferitele VLANuri ale companiei.Ruterele de nivel distribuie sunt deseori responsabile de asigurarea calitii serviciilor ntr-o reea cu arie geografic mare ( WAN), astfel nct pot avea mai multe interfee WAN, mult memorie i putere de procesare. Acest tip de rutere poate oferi acces i la anumite grupuri de servere sau chiar la unele reele externe. Dac acest lucru se ntmpl, ruterele trebuie incluse n politica de securitate a companiei. De aceea, sunt folosite firewalluri saualte dispozitive de securitate. Cnd firma este concentrat ntr-un singur campus, este posibil ca acest nivel s lipseasc. n acest caz, ruterele de acces, conectate la diferitele reele locale, sunt interconectate prin rutere de nucleu.Nivelul nucleu

Ruter de nucleu Cisco RS1

n cadrul companiei, un ruter de nucleu trebuie s asigure rutarea cu cea mai mare vitez a pachetelor, fr s le manipuleze n niciun fel, fiind deci optimizatepentru vitez. Un asemenea ruter interconecteaz ruterele de nivel distribuie din diferitele locaii ale companiei. Cnd compania nu are un sediu central unic, acest nivel poate lipsi, rolul su fiind preluat de reeaua de telecomunicai i care asigur interconectarea diferitelor sedii. n acest caz, nivelul distribuie devine nivelul superior al arhitecturii.Rutere pentru reele de telecomunicaiin principiu, companiile de telecomunicaii vorfolosi n cadrul propriilor reele o arhi tecturasemntoare cu cea descris n seciunea de mai sus. Diferenele vor consta n numrul ruterelor i n felul cum se face interconexiunea cu alte reele.Majoritatea companiilor au un numr mic de reele cu care se conecteaz (n principiu cele ale ISPurilor care furnizaz internet companiei), pe cnd companiile de telecomunicaii au interesul s aib legturi directe cu ct mai multe reele similare, pentru a micora latena (ntrzierea) pachetelor ctre orice locaie de pe glob.Ruterele folosite pentru interconectarea ntre providerii de Internet (mai exact ntre dou sisteme autonome) i alte reele mari vor folosi aproape ntotdeaunaprotocolul BGP pentru a schimba informaii[20] . n RFC 4098 sunt definite tipurile de rutere ce folosesc BGP. Ruterele PE (Provider Edge Router) sunt plasate la marginea unei reele de ISP i folosesc eBGP pentru a discuta cu un ruter dintr-un alt sistem autonom (AS). Ruterele SE (Subscriber Edge Router) sunt plasate la marginea reelei unui client i folosesc eBGP pentru a discuta cu un ruter al providerului. De obicei, acest ruter aparine clientului.Ruter de grani ntre provideri interconecteaz ISPuri, pstrnd conexiuni BGP cu alte rutere din ASul celuilalt provider, iar ruterele de nucleu sunt plasate n interiorul reelei, nu la periferia sa, i comunic prin iBGP cu alte rutere de nucleu sau de la marginea reelei. Aceste rutere pot avea i alte funcii n cadrul unor reele private virtuale bazate pe o combinaie de BGP i MPLS.Webografie

https://ro.wikipedia.org/wiki/Re%C8%9Bea_de_calculatoare http://www.preferatele.com/docs/informatica/8/definitia-retelei-la1.php https://ro.wikipedia.org/wiki/Ethernet https://ro.wikipedia.org/wiki/Switch_de_re%C8%9Bea https://ro.wikipedia.org/wiki/Ruter