Soluții

Introducere retele de calculatoare

Sistem de interconectare a mai multor sisteme de calculRetea de calculatoare

  • analogie placă de bază – rețea de calculatoare
  • comunicație
  • magistrale (PCI, AGP, USB)
  • medii de transmisie (cabluri electrice, fibră optică)
  • conexiune
  • chipset-uri (northbridge, southbridge)
  • dispozitive de interconectare (plăci de rețea, switch-uri, rutere)

De ce retele de calculatoare?

Echipamente de retea

  • două tipuri
  • medii de transmisie
  • dispozitive de rețea Ø mediu de transmisie
  • materiale de suport pentru transmiterea semnalului
  • asigură conectivitatea între dispozitivele de rețea
  • cablu de cupru, aer, fibră optică Ø dispozitive de rețea
  • echipamente care prelucreză în mod activ informațiile
  • recepție, analiză, prelucrare, retransmitere
  • hub, switch, ruter, acces point, placă de rețea

Dispozitive de retea

  • placă de rețea
  • network card, network adapter, NIC (Network Interface Controller)
  • permite comunicația între sisteme de calcul
  • switch
  • interconectarea sistemelor de calcul (topologie stea)
  • comutarea pachetelor pe baza adresei MAC
  • ruter
  • interconectarea mai multor rețele de calculatoare (LAN)
  • folosit în Internet
  • dirijarea pachetelor pe baza adresei IP

Interfata de retea

  • network interface
  • punct de comunicație cu o rețea de calculatoare
  • o placă de rețea – o interfață pentru fiecare placă de rețea
  • un port al unui dispozitiv de rețea – o interfață pentru fiecare port
  • abstractizare în sistemul de operare
  • configurarea unei plăci de rețea – “configurarea unei interfețe”
  • eth0, eth1
  • denumirile uzuale ale interfețelor plăcilor de rețea Ethernet pe un sistem Unix/Linux

Interfete de retea virtuale

  • lo, interfață de loopback
  • referă stația curentă
  • pentru testare
  • interfețe folosite în virtualizare
  • vmnet8
  • 0
  • venet0
  • interfețe pentru tunelare
  • tun Ø tap

Protocol

  • necesar pentru comunicația între două entități
  • un set de reguli care guvernează modul în care două dispozitive schimbă informații într-o rețea
  • exemple:
  • întâlnirea între un CEO al unei companii americane și unul al unei companii japoneze
  • forma în care se va realiza salutul
  • limbajul folosit
  • etapele întâlnirii
  • transmiterea unui mesaj de poștă electronică (e-mail)
  • structura informației transmise/recepționate
  • modul de adresare
  • mesajele transmise în rețea se numesc pachete

Stivade protocoale

  • abstractizarea lucrului cu rețeaua
  • protocolul de nivel inferior oferă servicii celui de de nivel superior
  • stiva TCP/IP – stiva de protocoale utilizată în Internet
  • IP este protocolul esențial de la nivelul Rețea
  • TCP este protocolul esențial de la nivelul Transport

Adresa MAC

  • Media Acces Control
  • tipul de adresă folosit de nivelul Acces la Mediu
  • scrisă pe placa de rețea (ROM)
  • se mai numește și adresă hardware sau adresă fizică Ø Are 48 de biți.
  • Câți octeți?
  • exemplu: 00-02-44-56-6C-41 (reprezentare hexazecimală)
  • asociată în mod unic unei plăci de rețea
  • o placă de rețea nou creată are asociată o nouă adresă MAC
  • poate fi, însă, în general, modificată (configurație BIOS)
  • tip de adresare plată; asemenea seriilor de bancnote

Adresa MAC–continuare

Windows
C:\Documents and Settings\Alin> ipconfig /all

[…]

Ethernet adapter Midgard:

Media State . . . . . . . : Media disconnected

Description . . . . . . . : SURECOM EP-320X-R 100/10/M PCI

Adapter

Physical Address. . . . . : 00-02-44-56-6C-41

alin@anaconda:~$ /sbin/ifconfig eth0 eth0 Link encap:Ethernet HWaddr 00:07:E9:92:BC:D9 […]

Tipuri de adresare

  • adresare plată
  • se iau la rând numerele, seriile pentru un dispozitiv, cupon etc.
  • seriile de bancnote, de bilete de autobuz, adresele MAC
  • nu se pierd adrese, se iau la rând Ø adresare ierarhică
  • ierarhizare care permite localizarea unui dispozitiv/cupon într-o regiune
  • numerele de telefon, codurile poștale, adresele IP
  • căutare rapidă

Adresa IP

  • tipul de adresare folosit de protocolul IP
  • IP (Internet Protocol) – protocolul fundamental de nivel Rețea
  • o adresă IP este un șir de 32 de biți (4 octeți)
  • se preferă scrierea ei în formatul cu puncte (dot-decimal notation)
  • 11000000 10101000 00000000 00000001
  • 192 . 168 . 0 . 1
  • adresare ierarhică
  • permite împărțirea Internetului în rețele
  • se identifică mult mai ușor o stație (după adresa IP)

DNS

  • în Internet se folosec nume
  • site-uri (www.debian.org, inf.ucv.ro, mail.google.com)
  • adrese de e-mail (student@gmail.com)
  • nu se folosesc (decât rar) adrese IP (141.85.224.18)
  • se realizează o asociere/mapare între nume și adresă IP
  • procesul este transparent utilizatorului
  • transparența este asigurată de DNS – Domain Name System
  • translatarea numelor în adrese IP
  • se introduce numele
  • se “transformă” numele în adresă IP
  • se identifică și se interoghează stația asociată

DNS –continuare

http://xmodulo.com/2014/03/how-dns-works.html

DNS –continuare

/etc/resolv.conf
alin@asgard:~$ cat /etc/resolv.conf search inf.ucv.ro nameserver 193.231.40.146
Verificare funcționare DNS
alin@asgard:~$ host inf.ucv.ro inf.ucv.ro has address 193.231.40.1 inf.ucv.ro mail is handled by 5 mail.inf.ucv.ro.

alin@asgard:~$ host www.debian.org www.debian.org has address 194.109.137.218 www.debian.org mail is handled by 10 dummy.debian.org.

Retele in adresarea IP

  • adresarea IP este un tip de adresare ierarhică
  • două părți pentru adresa IP
  • o parte identifică (sub)rețeaua
  • altă parte ce identifică stația din (sub)rețea Ø Cum se identifică fiecare parte?
  • masca de subrețea
  • subrețea = rețea (diferențe de rațiuni istorice) Ø Exemplu de mască de subrețea:

11111111 11111111 00000000 00000000

255  .  255   .   0    .   0

Masca de (sub)retea

  • condiția de continuitate (continuitatea biților activi – biți 1) Ø două formate de reprezentare
  • zecimal: 255.255.0.0
  • prefixat: /16
  • adresa de subrețea identifică rețeaua în care se află o stație
  • fie stația cu adresa IP 192.168.0.1 și masca de subrețea 255.255.0.0 (/16)
  • se spune că stația are adresa 192.168.0.1/16 sau că are adresa

192.168.0.1 cu masca de subrețea 255.255.0.0

  • adresa de subrețea – ȘI logic (ȘI pe biți) între adresa IP și masca de subrețea

11000000 10101000 00000000 00000001 – 192.168.0.1

11111111 11111111 00000000 00000000 – 255.255.0.0

11000000 10101000 00000000 00000000 – 192.168.0.0

  • adresa de subrețea este 192.168.0.0/16

AdresaIP; mascade retea

Windows
C:\Documents and Settings\Administrator> ipconfig

Ethernet adapter Local Area Connection 2:

Connection-specific DNS Suffix . : inf.ucv.ro

IP Address. . . . . . . . . . . . : 193.231.40.146

Subnet Mask . . . . . . . . . . . : 255.255.255.0

Default Gateway . . . . . . . . . : 193.231.40.1

Linux
alin@anaconda:~$ /sbin/ifconfig eth0 eth0 Link encap:Ethernet HWaddr 00:07:E9:92:BC:D9

inet addr:193.231.40.146 Bcast:193.231.40.255 Mask:255.255.255.0 inet6 addr: fe80::207:e9ff:fe92:bcd9/64 Scope:Link

UP BROADCAST RUNNING MULTICAST MTU:1500 Metric:1

RX packets:11587781 errors:0 dropped:0 overruns:0 frame:0 TX packets:14491124 errors:0 dropped:0 overruns:0 carrier:0 collisions:0 txqueuelen:1000

RX bytes:4656058 (4.4 MiB) TX bytes:2630550975 (2.4 GiB)

 

Adresa IP; masca de retea –continuare

Configurare pe Windows

Configurare pe Linux
anaconda: # ifconfig eth0 192.168.0.1 netmask 255.255.0.0

Verificarea conectivitatii

Windows
alin@asgard:~$ ping -c 4 193.231.40.1

PING 193.231.40.1 (193.231.40.1) 56(84) bytes of data.

64 bytes from 193.231.40.1: icmp_seq=1 ttl=64 time=0.205 ms

64 bytes from 193.231.40.1: icmp_seq=2 ttl=64 time=0.189 ms

64 bytes from 193.231.40.1: icmp_seq=3 ttl=64 time=0.181 ms

64 bytes from 193.231.40.1: icmp_seq=4 ttl=64 time=0.189 ms

— 193.231.40.1 ping statistics —

4 packets transmitted, 4 received, 0% packet loss, time 2997ms rtt min/avg/max/mdev = 0.181/0.191/0.205/0.008 ms alin@asgard:~$ ping -c 1 193.231.40.101

PING 193.231.40.101 (193.231.40.101) 56(84) bytes of data.

From 193.231.40.139 icmp_seq=1 Destination Host Unreachable

— 193.231.40.101 ping statistics —

1 packets transmitted, 0 received, +1 errors, 100% packet loss, time 0ms

Exercitii

  • Care este adresa de subrețea a rețelei în care se află stația 192.168.0.1 cu masca de rețea 255.255.255.0 (/24)?
  • Care din următoarele stații nu se află în rețeaua 192.168.0.0/24?
  • 168.0.32 192.168.0.64  192.168.0.1  192.168.1.0
  • Care este adresa de subrețea a rețelei în care se află stația 132.80.44.5/20?
  • Care este adresa de subrețea a rețelei în care se află stația

47.242.12.14/29?

Internetul

  • totalitatea rețelelor interconectate de pe planetă
  • conectarea unei stații la Internet
  • prezența acelei stații într-o rețea care face parte din Internet
  • o stație dintr-o rețea conectată la celelalte rețele
  • gateway
  • ruterul care realizează conexiunea unui rețele cu stații (LAN) la restul rețelelor
  • are, în general, două interfețe de rețea
  • una pentru conexiunea cu rețeaua locală
  • alta pentru conexiunea cu Internetul

Configurarea retelei

  • se precizează trei componente
  • adresa IP (+ masca de rețea)
  • adresa gateway-ului
  • serverul de DNS
  • două criterii de clasificare a configurării
  • după persistența configurației
  • configurare persistentă
  • configurare temporară
  • după modul de precizare a parametrilor
  • statică (manuală)
  • dinamică (automată) (DHCP – Dynamic Host Configuration

Protocol)

Configurare temporara

statică
# ifconfig eth0 192.168.0.10 netmask 255.255.255.0

# route add default gw 192.168.0.1

dinamică (DHCP)
dhclient eth0

 

Configurare permanenta

  • Cum se realizează o configurare permanentă?
  • în cadrul unui fișier
  • /etc/network/interfaces pe sistemele Debian-based
Configurare dinamică
iface eth0 inet dhcp
Configurare statică
iface eth0 inet static address 192.168.0.10 netmask 255.255.255.0 broadcast 192.168.0.255 gateway 192.168.0.1
Activare și dezactivare configurare persistentă
# ifup eth0

# ifdown eth0

Computer Networks

  • Andrew S. Tanenbaum
  • ediția a 5-a, 2010
  • privire de ansamblu a rețelelor de calculatoare

(întreaga stivă)

  • stil degajat de prezentare, ușor de înțeles
  • folosită ca suport pentru multe cursuri de rețelistică

Jon Postel

  • unul din principalii contribuitori la dezvoltarea Internetului
  • editorul RFC (Request for

Comments) – protocolul IP, circa

200 RFC-uri

  • director al IANA (Internet

Assigned Numbers Authority)

  • administrator al domeniului .us din DNS

Cisco

  • Cisco Systems, Inc.
  • fondată în 1984
  • San Francisco (de unde și numele și sigla)
  • echipamente de rețea
  • produse pentru uz în Internet și pentru “home users”
  • program de certificări (CCNA, CCNP, CCIE)
  • Cisco Networking Academy

 

Cuvinte cheie

  • rețea de calculatoare
  • conectare
  • topologie de rețea
  • mediu de transmisie
  • adresă MAC
  • ipconfig, ifconfig
  • switch, ruter
  • interfață de rețea
  • protocol
  • stivă de protocoale
  • DNS
  • adresă IP
  • mască de subrețea
  • adresă de subrețea
  • Internet
  • ifconfig
  • gateway
  • route
  • static/dinamic Ø temporar/persistent
  • /etc/network/interfaces
[mai mult...]

Tipuri de reţele

Tipuri de retele:

  • LAN
  • MAN
  • WAN
  • INTERNET
  • INTRANET
  • EXTRANET

Termenul Local Area Network, prescurtat LAN, provine din engleză unde înseamnă “reţea locală” (de calculatoare). O reţea locală reprezintă un ansamblu de mijloace de transmisiune şi de sisteme de calcul folosite pentru transportarea şi prelucrarea informaţiei. Ele sunt frecvent utilizate pentru a conecta calculatoarele personale şi staţiile de lucru (workstation) din birourile companiilor şi fabricilor, cu scopul de a partaja resurse (de exemplu imprimantele) şi de a face schimb de informaţii. Reţele locale se disting de alte tipuri de reţele prin trei caracteristici:

  1. mărime sau extindere spaţială;
  2. tehnologie de transmisie;
  3. topologie.

Informaţii tehnice

Reţelele locale au dimensiuni relativ restrânse, de până la câteva sute de metri, ceea ce înseamnă că timpul de transmisie în cazul cel mai defavorabil este limitat şi cunoscut dinainte. Cunoscând această limită, este posibil să se implementeze anumite tehnici simple care altfel nu ar fi fost posibile. Totodată, se simplifică administrarea reţelei.

Reţelele locale utilizează frecvent o tehnologie de transmisie bazată pe un singur cablu tip Ethernet. Din punct de vedere topologic este vorba de axa unui sistem “magistrală” (bus), la care sunt ataşate toate maşinile, aşa cum erau odată dispuse cablurile telefonice obişnuite din zonele rurale.

Reţelele locale tradiţionale funcţionează la viteze cuprinse între 10 şi 100 Mbps, au întârzieri mici (zeci de microsecunde) şi produc erori foarte puţine. Reţelele locale mai noi pot opera la viteze mai mari, până la câteva sute de megabiţi/sec.

Reţeaua locală de calculatoare este o combinaţie de componente hardware şi software:

  • sistemele de calcul care se interconectează
  • adaptoare sau plăci de reţea Network Interface Card (NIC);
  • mediul fizic de comunicaţie, care poate fi un cablu, dar şi unde radio, deci fără fir (wireless);
  • unităţi de interconectare (concentratoare / repetoare / switches etc.);
  • software pentru administrarea reţelei.

Termenul Wide Area Network, prescurtat WAN, provine din engleză unde înseamnă “reţea extinsă” (de calculatoare). Un WAN este orice reţea care conectează oraşe, regiuni sau ţări. De obicei WAN-urile includ linii de telecomunicaţie publice şi elementele de legătură şi conectare necesare. WAN-urile se folosesc pentru interconectarea mai multor LAN-uri şi a altor tipuri de reţele, astfel încât să se faciliteze comunicarea între persoane şi computere situate la mari depărtări unele faţă de altele.

Multe companii şi organizaţii particulare şi-au construit cu timpul WAN-uri proprii. Altele se bazează pe Internet, unde au acces printr-un abonament la un provider Internet ISP.

Deseori WAN-urile se bazează pe linii telefonice închiriate, dedicate acestui scop. La unul din capetele liniei telefonice se leagă LAN-urile companiei; celălalt capăt este legat de un “hub” al WAN-ului respectiv. Liniile telefonice închiriate (leased lines) sunt scumpe. Mai convenabile sunt legăturile comutate (nededicate) cum ar fi cele bazate pe circuite comutate sau şi pachete comutate. Aceste reţele au nevoie de protocoale (reguli de funcţionare) care asigură transportul şi adresarea mesajelor, aşa cum ar fi familia de protocoale TCP/IP.

Pentru rezolvarea linkurilor folosite în WAN-uri companiile ISP folosesc deseori protocoale ca de ex. Packet over SONET/SDH, MPLS, ATM şi Frame relay. Unul dintre protocoalele mult folosite în trecut a fost X.25 (comutare pachete), care poate fi considerat drept “bunicul” protocolului modern Frame relay.

Cercetările teoretice din domeniul WAN se concentrează pe următoarele teme: modele matematice, emularea şi simularea reţelelor.

Vitezele WAN-urilor variază între circa 1,2 kbit/s şi 16 Mbit/s, iar sistemele bazate pe ATM sau linii închiriate pot atinge chiar viteze de transmisie mai mari de 156 Mbit/s. WAN-urile folosesc drept mediu tipic linii telefonice, linkuri cu microunde şi comunicaţiile prin sateliţi.

O tendinţă recentă pentru interconectarea reţelelor companiilor şi organizaţiilor este trecerea de la utilizarea WAN-urilor propriu-zise la WAN-urile virtuale bazate pe tehnicile Virtual Private Network (VPN) din cadrul Internetului. Pentru aceasta există desigur ISP-uri şi firme specializate.

Metropolitan Area Network, prescurtat MAN, sunt reţele imense care de obicei împânzesc oraşe întregi. Aceste reţele folosesc cel mai des tehhologia fără fir (wireless) sau fibră optică pentru a crea conexiuni.

Standardul IEEE 802-2001 descrie MAN ca fiind o reţea metropolitană care este optimizată pentru o întindere geografică mai mare decât reţelele locale LAN, începând de la cartiere rezidenţiale, zone economice şi până la oraşe întregi. Reţelele metropolitane MAN la rândul lor depind de canalele de comunicaţii, de la transfer moderat până la transfer înalt de date. Reţeaua MAN este în cele mai frecvente cazuri proprietatea unui singur operator, dar reţeaua este folosită de către mai mulţi indivizi sau organizaţii. Reţelele MAN mai pot fi deţinute şi conduse ca utilităţi publice.

Implementarea reţelelor metropolitane (MAN)

Unele tehnologii folosite pentru aceste scopuri sunt ATM, FDDI şi SMDS. Dar aceste tehnologii vechi sunt în proces de substituire de către reţele Ethernet bazate pe MAN, de ex.: Metro-Ethernet. Reţele MAN, pe lângă reţelele LAN, au fost construite fără fir pe baza microundelor, undelor radio, sau a razelor laser infraroşii. Multe companii dau în arendă sau arendează circuitele de la transportatori comuni din cauza costului ridicat a cablului. DQDB, Distribuite Queue Dual Bus, este standardul de comunicare a reţelei Metropolitane. Aceasta este specificat în standardul IEEE 802.6. Folosind DQDB, reţelele pot avea o întindere peste 50 km şi pot opera la viteza de la 34 până la 155 Mb/s. Printre primii care au creat reţele MAN au fost Internet peering points, MAE-West, MAE-East, şi Sohonet media network

Termenul Internet, sau şi internet, are mai multe sensuri strâns înrudite, în funcţie de context:

  • Numele propriu Internet (scris cu majusculă) se referă la World Wide Web, reţeaua mondială unică de computere interconectate prin protocoalele (regulile) de comunicare Transmission Control Protocol şi Internet Protocol, numite pe scurt TCP/IP. Precursorul Internetului datează din 1965, când Defence Advanced Research Projects Agency (en: DARPA) (Agenţia pentru Proiecte de Cercetare înaintate de Apărare – a Ministerului Apărării, Department of Defense sau DoD din SUA) a creat prima reţea de computere interconectate sub numele ARPAnet. Super-reţeaua din zilele noastre a rezultat din extinderea reţelei Arpanet.
  • Substantivul comun internet (scris cu minusculă) desemnează în marea majoritate a cazurilor aceeaşi reţea, însă văzută ca un mediu de comunicare de mase, împreună cu informaţia şi serviciile care sunt oferite utilizatorilor prin intermediul acestui mediu.
  • Tehnic, termenul mai poate desemna şi o reţea ce interconectează 2 sau mai multe reţele autonome aflate la mare depărtare unele faţă de altele. Exemple de reţele mari, pentru care folosinţa acestui nume este justificată, sunt SIPRNet şi FidoNet.

Cuvântul “Internet” provine din împreunarea artificială şi parţială a două cuvinte englezeşti: interconnected = interconectat şi network = reţea.

internet

Intranet-ul este definit ca o legatură semi-permanentă între un Wan (Wide Area Network) şi o filială a companiei. Fiind vorba de conexiuni LAN-LAN, riscul din punct de vedere al securităţii este cel mai mic (se presupune că firmele au încredere în filialele lor). În astfel de cazuri, compania are control asupra reţelelei / nodurilor destinaţie cât şi asupra celei sursă.

Spre deosebire de Intranet, care este relativ izolat, Extranetul este destiant comunicării cu partenerii, clienţii, furnizorii şi cu angajaţii la distanţă. Securizarea unei reţele de dimensiuni mari necesită îndrumări şi instrumente adecvate.
[mai mult...]

Ce este VoIP?

In acest articol discutam despre traficul de Voce prin IP, mai exact vom afla: “ce este VoIP si cum se trimite traficul de voce prin Internet?”. In urma acestui articol vei intelege care sunt tipurile principale de trafic dintr-o retea, cum functioneaza telefonia prin retea si care sunt principalele protocoale care ajuta la trimiterea traficului de voce prin VoIP. Hai sa incepem !

In Internet exista 3 categorii principale de trafic:

  1. Traficul de Date
  2. Traficul de Voce
  3. Traficul Video

Pana acum marea majoritate a discutiilor noastre a avut legatura cu traficul de Date. Acum a venit momentul sa trecem mai departe si sa vorbim si despre traficul de Voce, respectiv video pentru ca acestea vor domina in urmatorii ani Internetul. Traficul video a crescut de la an la an si se preconizeaza ca in urmatorii ani acesta va ajunge la 80% din banda generata in Internet.

Ce este VoIP ?

VoIP (Voice over IP) este o tehnologie (extrem de interesanta) care ne ofera posibilitatea de a comunica cu oricine (din retea sau din Internet) prin (sau peste) IP.

Tot de ce avem nevoie sunt 2 telefoane capabile sa foloseasca reteaua (cu tehnologie Ethernet) care sa se poata conecta la o centrala telefonica prin unul dintre cele 2 protocoale:

  1. SIPSession Initiation Protocol – protocol de sincronizare standard (poate fi folosit de orice vendor) intre telefoane si centrala telefonica
  2. SCCPSkinny – protocol de sincronizare (proprietar Cisco) intre telefoane si centrala telefonica (aka. CUCM – Cisco Unified Call Manager)

NOTA: In video-ul din seria Invata Retelistica Ep. 60 de mai jos discutam mai multe despre ce este VoIP si cum se trimite Traficul de Voce prin Internet.

Traficul de voce prin Internet (VoIP), pentru a functiona la capacitatea lui maxima are nevoie de urmatoarele caracteristici:

  1. Delay – mai mic de 150 ms
  2. Packet Loss – mai mic de 1% (asta inseamna 1 pachet la 2 secunde de audio)
  3. Jitter – delay-ul variabil mai mic de 30 ms intre fiecare pachet in parte
[mai mult...]