88
M10 - Reţele de calculatoare

M10 - Reţele de calculatoare · echipamente periferice (imprimante, scannere etc) Conectivitatea este asigurată de echipamente de reţea (hub-uri, switch-uri, rutere, puncte de

  • Upload
    others

  • View
    3

  • Download
    1

Embed Size (px)

Citation preview

Page 1: M10 - Reţele de calculatoare · echipamente periferice (imprimante, scannere etc) Conectivitatea este asigurată de echipamente de reţea (hub-uri, switch-uri, rutere, puncte de

M10 - Reţele de calculatoare

Page 2: M10 - Reţele de calculatoare · echipamente periferice (imprimante, scannere etc) Conectivitatea este asigurată de echipamente de reţea (hub-uri, switch-uri, rutere, puncte de

2

Lecția 1 Transmisia datelor în reţelele de calculatoare

Acest material vizează competenţa / rezultat al învăţării : analizează arhitectura şi

standardele reţelelor de date

O reţea de calculatoare este alcătuită dintr-un ansamblu de echipamente

interconectate între ele prin intermediul unor echipamente de reţea, cu scopul

transmisiei de date şi partajării resurselor.

Fig.1.1 Resurse în reţele de calculatoare

O reţea poate partaja diverse tipuri de resurse:

Servicii – cum ar fi imprimarea sau scanarea

Spaţii de stocare pe suporturi externe – cum ar fi hard-diskurile

Aplicaţii – cum ar fi bazele de date

Echipamentele interconectate pot fi sisteme de calcul (desktop sau laptop) sau

echipamente periferice (imprimante, scannere etc)

Conectivitatea este asigurată de echipamente de reţea (hub-uri, switch-uri, rutere,

puncte de acces wireless)

Transmisia datelor se realizează prin medii de transmisie care pot fi:

Conductoare de cupru – pentru transmisia datelor sub formă de semnale electrice

Page 3: M10 - Reţele de calculatoare · echipamente periferice (imprimante, scannere etc) Conectivitatea este asigurată de echipamente de reţea (hub-uri, switch-uri, rutere, puncte de

3

Fibră optică – din fibre de sticlă sau materiale plastice – pentru a transporta datele sub

formă de impulsuri luminoase

Medii de transmisie a datelor fără fir – transmit datele sub formă de unde radio sau raze

laser - în cadrul conexiunilor fără fir (wireless)

În timpul transmisiei de la un calculator sursă la un calculator destinaţie, datele suferă o

serie de modificări:

Înainte de a fi transmise în reţea, datele sunt transformate în flux de caractere

alfanumerice, apoi sunt împărţite în segmente, care sunt mai uşor de manevrat şi permit

mai multor utilizatori să transmită simultan date în reţea.

Fiecărui segment i se ataşează apoi un antet (header), care conţine o serie de informaţii

suplimentare cum ar fi: un semnal de atenţionare, care indică faptul că se transmite un

pachet de date; adresa IP a calculatorului-sursă; adresa IP a calculatorului-destinaţie;

informaţii de ceas pentru sincronizarea transmisiei) şi un postambul care este de obicei

o componentă de verificare a erorilor (CRC). Segmentul, astfel modificat se numeşte

pachet, pachet IP sau datagramă

Fiecărui pachet i se ataşează apoi un al doilea antet care conţine adresele MAC ale

calculatorului-sursă, respectiv ale calculatorului-destinaţie. Pachetul se transformă

astfel în cadru (frame)

START ADRESĂ TIP/LUNGIME DATE CRC STOP

Fig. 1.2. Structura generală a unui cadru

Cadrele circulă prin mediul de transmisie sub formă de şiruri de biţi. Există mai multe

tipuri de cadre, în funcţie de standardele folosite la descrierea lor (cadru Ethernet, cadru

FDDI, etc.)

Odată ajunse la calculatorul-destinaţie, şirurile de biţi suferă procesul invers de

transformare. Li se detaşează antetele, segmentele sunt apoi reasamblate, li se verifică

integritatea şi numărul, apoi sunt aduse la o formă care poate fi citită de utilizator.

Procesul de împachetare a datelor se numeşte încapsulare, iar procesul invers, de

detaşare a informaţiilor suplimentare se numeşte decapsulare. Trebuie menţionat că în

timpul încapsulării, datele propriu-zise rămân intacte.

Sunt definite două tehnologii de transmisie a datelor:

transmisia prin difuzare (broadcast);

transmisia punct-la-punct;

Page 4: M10 - Reţele de calculatoare · echipamente periferice (imprimante, scannere etc) Conectivitatea este asigurată de echipamente de reţea (hub-uri, switch-uri, rutere, puncte de

4

Transmisia prin difuzare utilizează de cele mai multe ori un singur canal de comunicaţie

care este partajat de toate staţiile din reţea. Orice staţie poate trimite pachete, care sunt

primite de toate celelalte staţii, operaţiunea numindu-se difuzare. Staţiile prelucrează

numai pachetele care le sunt adresate şi le ignoră pe toate celelalte.În unele reţele cu

difuzare este posibilă transmisia simultană de pachete către mai multe staţii conectate

la reţea, operaţiune ce poartă numele de trimitere multiplă. Această tehnică se

utilizează cu precădere în reţelele de mici dimensiuni, localizate în aceeaşi arie

geografică

Transmisia punct-la-punct se bazează pe conexiuni pereche între staţii, cu scopul

transmiterii de pachete. Pentru a parcurge traseul de la o sursă la destinaţie într-o reţea

de acest tip, un pachet va „călători” prin una sau mai multe maşini intermediare. Pot

exista mai multe trasee între o sursă şi o destinaţie motiv pentru care în aceste situaţii

este necesară implementarea unor algoritmi specializaţi de dirijare. Tehnica punct-la-

punct este caracteristică reţelelor mari.

Cantitatea de informaţie care poate fi transmisă în unitatea de timp este

exprimată de o mărime numită lăţime de bandă (bandwidth), şi se măsoară în

biţi pe secundă (bps). Adeseori în aprecierea lăţimii de bandă se folosesc

multiplii cum ar fi:

Kbps – kilobiţi pe secundă

Mbps – megabiţi pe secundă

O reţea suportă trei moduri de transmisie a datelor: simplex, half-duplex şi full-duplex

Simplex- întâlnit şi sub numele de transmisie unidirecţională, constă în transmisia

datelor într-un singur sens. Cel mai popular exemplu de transmisie simplex este

transmisia semnalului de la un emiţător (staţia TV) către un receptor (televizor)

Half-duplex – constă în transmiterea datelor în ambele direcţii alternativ. Datele circulă

în acest caz pe rând într-o anumită direcţie. Un exemplu de transmisie half-duplex este

transmisia datelor între staţiile radio de emisie-recepţie. Sistemele sunt formate din

două sau mai multe staţii de emisie-recepţie dintre care una singură joacă rol de

emiţător, în timp ce celelalte joacă rol de receptor

Full-duplex – constă în transmisia datelor simultan în ambele sensuri. Lăţimea de bandă

este măsurată numai într-o singură direcţie (un cablu de reţea care funcţionează în full-

duplex la o viteză de 100 Mbps are o lăţime de bandă de 100 Mbps). Un exemplu de

transmisie full-duplex este conversaţia telefonică.

Page 5: M10 - Reţele de calculatoare · echipamente periferice (imprimante, scannere etc) Conectivitatea este asigurată de echipamente de reţea (hub-uri, switch-uri, rutere, puncte de

5

Laborator 1 Tipuri de reţele

Acest material vizează competenţa / rezultat al învăţării : analizează arhitectura şi

standardele reţelelor de date

O clasificare a retelelor după criteriul răspândirii pe arii geografice, al modului de

administrare şi al mediului de transmisie a datelor ar evidenţia, printre altele,

următoarele trei tipuri de retele, frecvent întâlnite în documentaţie:

Reţele locale de calculatoare (LAN – Local Area Network)

Reţele de întindere mare (WAN – Wide Area Network))

Reţele fără fir (WLAN – Wireless Local Area Network)

Reţele locale de calculatoare

Fig. 1.3 Reţea locală de calculatoare

Reţeaua locală de calculatoare este o reţea de echipamente interconectate

răspândite pe o suprafaţă de mici dimensiuni (încăpere, clădire, grup de clădiri

apropiate).

Conform unor surse, conceptul de LAN face referire la o reţea de calculatoare

interconectate şi supuse aceloraşi politici de securitate şi control a accesului la date,

chiar dacă acestea sunt amplasate în locaţii diferite (clădiri sau chiar zone geografice).

În acest context, conceptul de local se referă mai degrabă la controlul local decât la

apropierea fizică între echipamente. Transmisia datelor în reţelele LAN tradiţionale se

face prin conductoare de cupru.

Reţelele de întindere mare

O reţea de întindere mare este alcătuită din mai multe reţele locale (LAN-uri)

aflate în zone geografice diferite. Reţelele de întindere mare acoperă arii

geografice extinse, o reţea WAN se poate întinde la nivel naţional sau internaţional

Page 6: M10 - Reţele de calculatoare · echipamente periferice (imprimante, scannere etc) Conectivitatea este asigurată de echipamente de reţea (hub-uri, switch-uri, rutere, puncte de

6

În mod specific în aceste reţele calculatoarele se numesc gazde (host), termen care se

extinde şi la reţelele LAN care fac parte din acestea. Gazdele sunt conectare printr-o

subreţea de comunicaţie care are sarcina de a transporta mesajele de la o gazdă la

alta. Subreţeaua este formată din două componente distincte: liniile de transmisie şi

elementele de comutare. Elementele de comutare, numite generic noduri de comutare,

sunt echipamente specializate, folosite pentru a interconecta două sau mai multe linii de

transmisie.

Unele reţele WAN aparţin unor organizaţii a căror activitate se desfăşoară pe o arie

largă şi sunt private. Cel mai popular exemplu de reţea WAN este Internetul, care este

format din milioane de LAN-uri interconectate cu sprijinul furnizorilor de servicii de

comunicaţii (TSP-Telecommunications Service Providers).

Fig.1.4. Reţea de întindere mare

Reţele fără fir

Sunt reţele locale în care transmisia datelor se face prin medii fără fir. Într-un

WLAN, staţiile, care pot fi echipamente mobile – laptop – sau fixe – desktop -

se conectează la echipamente specifice numite puncte de acces. Staţiile sunt dotate cu

plăci de reţea wireless. Punctele de acces, de regulă routere, transmit şi recepţionează

semnale radio către şi dinspre dispozitivele wireless ale staţiilor conectate la reţea

Punctele de acces se conectează de obicei la reteaua WAN folosind

conductoare de cupru. Calculatoarele care fac parte din WLAN trebuie să se

găsească în raza de acţiune a acestor puncte de acces, care variază de la

valori de maxim 30 m în interior la valori mult mai mari în exterior, în functie de

tehnologia utilizată.

Page 7: M10 - Reţele de calculatoare · echipamente periferice (imprimante, scannere etc) Conectivitatea este asigurată de echipamente de reţea (hub-uri, switch-uri, rutere, puncte de

7

Fig 1.5.Reţea LAN fără fir

Dacă ar fi să clasificăm reţelele după ierarhia pe care o au într-o reţea echipamentele

conectate, ar trebui să facem referire la două tipuri de reţele:

Reţele de tip peer-to-peer

Reţele de tip client-server

Într-o reţea peer-to-peer, toate calculatoarele sunt considerate egale (peers), fiecare

calculator îndeplineşte simultan şi rolul de client şi rolul de server, neexistînd un

administrator responsabil pentru întreaga reţea. Acest tip de reţele sunt o alegere bună

pentru mediile în care: există cel mult 10 utilizatori, utilizatorii se află într-o zonă

restrânsă, securitatea nu este o problemă esenţială, organizaţia şi reţeaua nu au o

creştere previzibilă în viitorul apropiat

Reţelele peer-to-peer au multe neajunsuri:

Nu pot fi administrate centralizat

Nu poate fi asigurată o securitate centralizată, ceea ce înseamnă că fiecare

calculator trebuie să folosească măsuri proprii de securitate a datelor

Datele nu pot fi stocate centralizat, trebuie mentinute backup-uri separate ale

datelor, iar responsabilitatea cade în sarcina utilizatorilor individuali.

Administrarea reţelelor peer-to-peer este cu atât mai complicată cu cât numărul

calculatoarelor interconectate este mai mare

Fig.1.6.Reţea peer-to-peer

Page 8: M10 - Reţele de calculatoare · echipamente periferice (imprimante, scannere etc) Conectivitatea este asigurată de echipamente de reţea (hub-uri, switch-uri, rutere, puncte de

8

Într-o retea client-server, informaţiile care trebuie partajate sunt gestionate de un

calculator de regulă mai puternic, conectat la reţea , care joacă rol de server. De regulă,

serverele sunt specializate (servere dedicate) în efectuarea diferitelor procesări pentru

sistemele-client, cum ar fi:

Servere de fişiere şi imprimare – oferă suport sigur pentru toate datele şi

gestionează tipărirea la toate imprimantele partajate în reţea

Servere pentru aplicaţii – cum ar fi serverele pentru baze de date

Servere de mail – gestionează mesaje electronice

Servere pentru gestiunea securităţii – asigură securitatea unei reţele locale când

aceasta este conectată la o reţea de tipul Internetului – exemple: firewall, proxy-

server

Servere pentru comunicaţii – asigură schimbul de informaţii între reţea şi clienţii

din afara acesteia

Reţelele client-server se folosesc cu precădere pentru comunicarea de date în reţea,

marea majoritate a aplicaţiilor software dezvoltate au la bază acest model. Printre

avantajele reţelelor de tip client-server se numără: administrarea centralizată,

administratorul de reţea fiind cel asigură back-up-urile de date, implementează

măsurile de securitate şi controlează accesul utilizatorilor la resurse, funcţionarea cu

sisteme-client de capabilităţi diverse, securitate ridicată a datelor, controlul accesului

exclusiv la resurse a clientilor autorizaţi, intretinere usoară

Fig.1.7 Reţea client-server

Reţelele hibride – sunt o combinaţie a modelului client-server cu modelul peer-to-peer

Staţiile (peers) depozitează resursele partajate iar serverul păstrează informaţii în

legătură cu staţiile ( adresa lor, lista resurselor deţinute de acestea) şi răspunde la

cererea de astfel de informaţii. Un exemplu de serviciu oferit de o astfel de reţea este

descărcarea de fişiere de pe site-urile torrent.

Page 9: M10 - Reţele de calculatoare · echipamente periferice (imprimante, scannere etc) Conectivitatea este asigurată de echipamente de reţea (hub-uri, switch-uri, rutere, puncte de

9

Lecția 2 Topologii

Acest material vizează competenţa / rezultat al învăţării : analizează arhitectura şi

standardele reţelelor de date

Topologia este un termen care desemnează maniera de proiectare a unei reţele. Există

două tipuri de topologii: topologia fizică şi topologia logică

Topologia logică descrie metoda folosită pentru transferul informaţiilor de la un

calculator la altul.

Cele mai comune două tipuri de topologii logice sunt broadcast şi pasarea jetonului

(token passing)

Într-o topologie broadcast, o staţie poate trimite pachete de date în reţea atunci când

reţeaua este liberă (prin ea nu circulă alte pachete de date). În caz contrar, staţia care

doreşte să transmită aşteaptă până reţeaua devine liberă. Dacă mai multe staţii încep

să emită simultan pachete de date în reţea, apare fenomenul de coliziune. După

apariţia coliziunii, fiecare staţie aşteaptă un timp (de durată aleatoare), după care

începe din nou să trimită pachete de date. Numărul coliziunilor într-o reţea creşte

substanţial odată cu numărul de staţii de lucru din reţeaua respectivă, şi conduce la

încetinirea proceselor de transmisie a datelor în reţea, iar dacă traficul depăşeşte 60%

din lăţimea de bandă, reţeaua este supraîncărcată şi poate intra în colaps.

Pasarea jetonului controlează accesul la reţea prin pasarea unui jeton digital secvenţial

de la o staţie la alta. Când o staţie primeşte jetonul, poate trimite date în reţea. Dacă

staţia nu are date de trimis, pasează mai departe jetonul următoarei staţii şi procesul se

repetă.

Topologia fizică defineşte modul în care calculatoarele, imprimantele şi celelalte

echipamente se conectează la reţea .

Topologii fizice fundamentale sunt : magistrală, inel, stea, plasă (mesh), arbore

Topologia magistrală

Foloseşte un cablu de conexiune principal, la care sunt conectate toate

calculatoarele. Cablul principal are la capete instalate capace (terminatoare)

care previn fenomenul de reflexie a semnalelor, fenomen care poate genera erori în

transmisia datelor.

Topologia magistrală

Page 10: M10 - Reţele de calculatoare · echipamente periferice (imprimante, scannere etc) Conectivitatea este asigurată de echipamente de reţea (hub-uri, switch-uri, rutere, puncte de

10

Topologia inel

Într-o topologie inel (ring), fiecare dispozitiv este conectat la următorul, de la

primul până la ultimul, ca într-un lanţ

Topologia inel

Topologia stea

Are un punct de conectare central, care este de obicei un echipament de retea,

precum un hub, switch sau router. Fiecare staţie din reţea se conectează la

punctul central prin câte un segment de cablu, fapt care conferă acestei topologii

avantajul că se depanează uşor. Dacă un segment de cablu se defectează, acest

defect afectează numai calculatorul la care este conectat, celelalte staţii rămânând

operaţionale

Topologia stea

Topologia plasă (mesh)

Într-o topologie mesh, fiecare echipament are conexiune directă cu toate

celelalte. Dacă unul din cabluri este defect, acest defect nu afectează toată

reţeaua ci doar conexiunea dintre cele două staţii pe care le conectează. Altfel spus,

dacă o parte a infrastructurii de comunicaţie sau a nodurilor devine nefuncţională, se

găseşte oricând o nouă cale de comunicare.

Topologia plasă (mesh)

Page 11: M10 - Reţele de calculatoare · echipamente periferice (imprimante, scannere etc) Conectivitatea este asigurată de echipamente de reţea (hub-uri, switch-uri, rutere, puncte de

11

Topologia arbore (tree)

Combină caracteristicile topologiilor magistrală şi stea. Nodurile sunt grupate în

mai multe topologii stea, care, la rândul lor, sunt legate la un cablu central.

Topologia arbore (tree)

Laborator 2 Reţele LAN, MAN, WLAN

Competenţa1: Analizează arhitectura şi standardele reţelelor de date

Obiectivul/obiective vizate:

- vei fi capabil să defineşti tipurile de reţele

- vei fi capabil să identifici tipurile de reţele

Durata: 40 de min

Tipul activităţii: metoda grupurilor de experţi

Sugestii: elevii se vor împărţi in 3 grupe

Pentru realizarea activităţii consultaţi Fişa de documentare 1.2 precum şi

sursele de pe Internet.

Sarcina de lucru: Fiecare grupă trebuie să trateze una din următoarele teme LAN,

WAN, WLAN (20 min). După ce aţi devenit experţi în tema dată se reoganizează

grupele astfel încât in grupele nou formate să existe cel puţin o persoană din fiecare

grupă iniţială. Timp de 20 minute veţi impărţi colegilor din grupa nouă cunosţinţele

acumulate la pasul anterior.

Page 12: M10 - Reţele de calculatoare · echipamente periferice (imprimante, scannere etc) Conectivitatea este asigurată de echipamente de reţea (hub-uri, switch-uri, rutere, puncte de

12

Lecția 3 Arhitectura Ethernet, Token-Ring, F.D.D.I

Acest material vizează competenţa / rezultat al învăţării : analizează arhitectura şi

standardele reţelelor de date

Arhitecturile pentru LAN descriu atât topologiile fizice cât şi pe cele logice folosite într-o

reţea

Arhitectura Ethernet

Ethernet este denumirea unei familii de tehnologii de reţele de calculatoare, bazate pe

transmisia cadrelor (frames) şi utilizate la implementarea reţelelor locale de tip LAN.

Ethernetul se defineşte printr-un şir de standarde pentru cablare şi semnalizare

aparţinând primelor două nivele din Modelul de Referinţă OSI - nivelul fizic şi legătură

de date.

Arhitectura Ethernet foloseste:

o topologie logică de tip broadcast si o topologie fizică de tip magistrală sau stea.

Vitezele de transfer standard sunt de 10 Mbps si 100 Mbps, iar noile standarde

specifice pentru arhitectura Gigabit Ethernet permit viteze de până la 1000

Mbps.

metoda de control a accesului CSMA/CD (Carrier Sense Multiple Access

Collision Detection = Acces multiplu cu detecţia purtătoarei şi coliziunii) .

Conform acestei metode, dacă o staţie din reţea doreste să transmită date trebuie ca

înainte să “asculte” mediul de transmisie, proces similar cu a aştepta tonul înainte de a

forma un număr pe linia telefonică. Dacă nu detectează nici un alt semnal, atunci poate

să trimită datele. Dacă nici una din celelalte staţii conectate la reţea nu transmite date în

acel moment, datele transmise vor ajunge în sigurantă la calculatorul destinatie, fără

nici o problemă. Dacă, însă, în acelaşi moment cu primul calculator, şi alt calculator din

reţea decide că mediul de transmisie este liber şi transmite datele în acelasi moment

cu primul, va avea loc o coliziune. Prima staţie din reţea care a depistat coliziunea,

adică dublarea tensiunii pe mediul de transmisie, va transmite către toate statiile un

semnal de jam, care le avertizează să oprească transmisia şi să execute un algoritm de

încetare a comunicaţiei pentru un timp (backoff algorithm). Acest algoritm generează un

timp aleator de una, două milisecunde sau chiar mai scurt, de circa o miime de

secundă, interval de timp după care staţiile să reînceapă transmisia. Algoritmul este

repetat ori de câte ori apare o coliziune în reţea.

cablu torsadat sau fibre optice ca mediu de transmisie a datelor

cadrul Ethernet al cărui structură este ilustrată mai jos:

Page 13: M10 - Reţele de calculatoare · echipamente periferice (imprimante, scannere etc) Conectivitatea este asigurată de echipamente de reţea (hub-uri, switch-uri, rutere, puncte de

13

PRE START A D A S TIP/LUNGIME DATE CRC

7 byte 1 byte 6 byte 6 byte 4 byte 46-1500 byte 4 byte

Fig.2.1. Structura unui cadru Ethernet

PRE - Preambulul constă într-o secvenţă alternantă de 1 şi 0 ce indică staţiilor

receptoare sosirea unui cadru

START - Delimitatorul de start al cadrului - conţine o secvenţă alternantă de 1 şi

0 şi care se termină cu doi de 1 consecutivi, indicând faptul că următorul bit

constituie începutul primului octet din adresa destinaţie ;

AD - Adresa destinaţie - identifică staţia ce trebuie să recepţioneze cadrul.

AS -Adresa sursă - adresa staţiei ce a emis cadrul ;

TIP/LUNGIME- indică numărul de biţi de date conţinuţi în câmpul de date al

cadrului.

DATE - o secvenţă de date de maxim 1500 de octeţi. Dacă lungimea cadrului de

date este inferioară valorii de 46 de octeţi, este nevoie să se completeze restul biţilor

până se ajunge la valoarea minimă impusă de standard (tehnică cunoscută sub

numele de padding) ;

CRC - semnalizează apariţia unor eventuale erori în cadrul de transmisie.

Arhitectura Ethernet ste o arhitectură populară deoarece oferă echilibru între viteză, preţ

şi instalare facilă.

Arhitectura Token Ring

Este integrată în sistemele mainframe, dar şi la conectarea calculatoarelor personale în

retea. Foloseşte o tehnologie fizică stea-cablată inel numită Token Ring. Astfel, văzută

din exterior reţeaua pare a fi proiectată ca o stea, calculatoarele fiind conectate la un

hub central, numit unitate de acces multiplu (MSAU- Multi Station Access Unit), iar în

interiorul echipamentului cablajul formează o cale de date circulară, creând un inel

logic.

Fig.2.2. Arhitectura Token-Ring

MSA

Page 14: M10 - Reţele de calculatoare · echipamente periferice (imprimante, scannere etc) Conectivitatea este asigurată de echipamente de reţea (hub-uri, switch-uri, rutere, puncte de

14

Arhitectura foloseşte topologia logică de pasare a jetonului. Inelul logic este creat astfel

de jetonul care se deplasează printr-un port al MSAU către un calculator. Dacă

respectivul calculator nu are date de transmis, jetonul este trimis înapoi către MSAU şi

apoi pe următorul port către următorul calculator. Acest proces continuă pentru toate

calculatoarele, dând astfel impresia unui inel fizic.

Foloseşte ca mediu de transmisie a datelor cablul torsadat, cablul coaxial sau fibra

optică

Arhitectura FDDI (Fiber Distributed Data Interface), bazată pe topologia logică

Token Ring, foloseşte fibra optică şi funcţionează pe o topologie fizică de tip inel

dublu. Inelul dublu este alcătuit dintr-un inel principal, folosit pentru transmiterea datelor,

şi un inel secundar, folosit în general pentru back-up (linie de siguranţă). Prin aceste

inele, traficul se desfăşoară în sensuri opuse. În mod normal, traficul foloseşte doar

inelul primar. În cazul în care acesta se defectează, datele o să circule în mod automat

pe inelul secundar în directie opusă. Un inel dublu suportă maxim 500 de calculatoare

pe inel. Lungimea totală a fiecărui inel este de 100 km şi se impune amplasarea unui

repetor care să regenereze semnalele la fiecare 2 km. Inelul principal oferă rate de

transfer de până la 100 Mbps, iar dacă cel de-al doilea inel nu este folosit pentru

backup, capacitatea de transmisie poate fi extinsă până la 200 Mbps.

În FDDI se întâlnesc două categorii de staţii, fiecare având două porturi prin care se

conectează la cele două inele:

staţii de clasă A, ataşate ambelor inele

staţii de clasă B ataşate unui singur inel

Fig.2.3. Reţea FDDI

Laborator 3.1 Arhitectura Ethernet

Competenţa1. Analizează arhitectura şi standardele reţelelor de date

Obiectivul/obiective vizate:

- vei fi capabil să analizezi arhitectura Ethernet

Page 15: M10 - Reţele de calculatoare · echipamente periferice (imprimante, scannere etc) Conectivitatea este asigurată de echipamente de reţea (hub-uri, switch-uri, rutere, puncte de

15

Durata: 30 min

Tipul activităţii: Harta tip pânză de păianjen

Sugestii : activitatea se poate desfăşura individiual sau pe grupe (2-3 elevi)

Sarcina de lucru: Folosind fişele de documentare, diverse surse (Internet, cărţi de

specialitate, caietul de notiţe, etc ), studiaţi tema Arhitectura Ethernet şi organizaţi

informaţiile obţinute după modelul următor:

ARHITECTURA

ETHERNET

DEZVOLTATĂ

DE:

TOPOLOGII

UTILIZATE

MEDIU DE

TRANSMISIE

STRUCTURA

CADRULUI

ETHERNET

METODA DE

CONTROL A

ACCESULUI

Page 16: M10 - Reţele de calculatoare · echipamente periferice (imprimante, scannere etc) Conectivitatea este asigurată de echipamente de reţea (hub-uri, switch-uri, rutere, puncte de

16

Laborator 3.2 Arhitectura Token Ring

Competenţa1. Analizează arhitectura şi standardele reţelelor de date

Obiectivul/obiective vizate:

- vei fi capabil să analizezi arhitectura Token Ring

Durata: 20 min

Tipul activităţii: Harta tip pânză de păianjen

Sugestii: activitatea se poate desfăşura individiual sau pe grupe (2-3 elevi)

Sarcina de lucru Folosind fişele de documentare, diverse surse (Internet, cărţi de

specialitate, caietul de notiţe, etc ), studiaţi tema Arhitectura Token Ring şi organizaţi

informaţiile obţinute după modelul următor:

ARHITECTURA

TOKEN RING

FOLOSITĂ ÎN : TOPOLOGII

UTILIZATE

MEDIU DE

TRANSMISIE

MODUL DE

REPREZENTARE

METODA DE

CONTROL A

ACCESULUI

Page 17: M10 - Reţele de calculatoare · echipamente periferice (imprimante, scannere etc) Conectivitatea este asigurată de echipamente de reţea (hub-uri, switch-uri, rutere, puncte de

17

Lecția 4 Standarde pentru reţele Ethernet

Acest material vizează competenţa / rezultat al învăţării : analizează arhitectura şi

standardele reţelelor de date

Standardizarea asigură compatibilitatea echipamentelor care folosesc aceeaşi

tehnologie. Există numeroase organizaţii de standardizare, care se ocupă cu crearea de

standarde pentru reţelele de calculatoare.

IEEE (The Institute of Electrical and Electronic Engineers) este o asociaţie profesională

tehnică nonprofit fondată în 1884, formată din peste 3777000 de membrii din 150 de

tări, cu ocupaţii diferite – ingineri, oameni de ştiinţă, studenţi. IEEE este foarte cunoscut

pentru dezvoltarea standardelor pentru industria calculatoarelor şi electronicelor în

particular.

Pentru a asigura compatibilitatea echipamentelor într-o retea Ethernet, IEEE a dezvoltat

o serie de standarde recomandate producătorilor de echipamente Ethernet. Au fost

elaborate astfel:

Standarde pentru reţele cu cabluri

Standarde pentru reţele fără fir

Standarde pentru reţele cu cabluri

În cazul retelelor cu arhitectură Ethernet şi mediu de transmisie a datelor prin

cablu, a fost elaborat standardul IEEE 802.3

Au fost implementate o serie de tehnologii care respectă standardul Ethernet 802.3.

dintre acestea cele mai comune sunt: 10BASE-T, 100 BASE-TX (cunoscută şi sub

numele de Fast Ethernet deoarece dezvoltă o lăţime de bandă mai mare decât

precedenta), 1000BASE-T (cunoscută şi sub numele de Gigabit Ethernet), 10BASE-FL,

100BASE-FX, 1000BASE-SX, 1000BASE-LX

Numărul din partea stângă a simbolului ilustrează valoarea în Mbps a lăţimii de bandă a

aplicaţiei

Termenul BASE ilustrează faptul că transmisia este baseband – întreaga lăţime de

bandă a cablului este folosită pentru un singur tip de semnal

Ultimele caractere se referă la tipul cablului utilizat ( T-indică un cablu torsadat, F ,L si S

indică fibra optică)

Avantajele şi dezavantajele tehnologiilor Ethernet dezvoltate în medii de

transmisie prin cablu sunt ilustrate în tabela de mai jos:

Page 18: M10 - Reţele de calculatoare · echipamente periferice (imprimante, scannere etc) Conectivitatea este asigurată de echipamente de reţea (hub-uri, switch-uri, rutere, puncte de

18

Tehnologia Avantaje Dezavantaje

10BASE-T Costuri de instalare mici în

comparaţie cu fibra optică

Sunt mai uşor de instalat

decât cablurile coaxiale

Echipamentul şi cablurile

sunt usor de îmbunătăţit

Lungimea maximă a unui

segment de cablu este de

doar 100 m

Cablurile sunt susceptibile

la interferenţe electromag-

netice

100BASE-TX Costuri de instalare mici în

comparaţie cu fibra optică

Sunt mai uşor de instalat

decât cablurile coaxiale

Echipamentul şi cablurile

sunt usor de îmbunătăţit

Lătimea de bandă este de

10 ori mai mare decât în

cazul tehnologiilor

10BASE-T

Lungimea maximă a unui

segment de cablu este de

doar 100 m

Cablurile sunt susceptibile

la interferenţe electromag.-

netice

1000BASE-T Lătimea de bandă de până

la 1 GB

Suportă interoperabilitatea

cu 10BASE-T si cu

100BASE-TX

Lungimea maximă a unui

segment de cablu este de

doar 100 m

Cablurile sunt susceptibile

la interferenţe electromag-

netice

Cost ridicat pentru plăci de

reţea si switch-uri Gigabit

Ethernet

Necesită echipament su-

plimentar

Standarde Ethernet pentru reţele fără fir

Page 19: M10 - Reţele de calculatoare · echipamente periferice (imprimante, scannere etc) Conectivitatea este asigurată de echipamente de reţea (hub-uri, switch-uri, rutere, puncte de

19

În cazul reţelelor cu arhitectură Ethernet şi mediu de transmisie a datelor fără fir,

IEEE a elaborat standardul IEEE 802.11 sau Wi-Fi. Acesta este compus dintr-un grup

de standarde , pentru care sunt specificate frecvenţa semnalelor de transmisie radio,

lăţimea de bandă , raza de acoperire şi alte capabilităţi :

Lătime bandă Frecventă Raza de

actiune Interoperabilitate

IEEE 802.11a

Până la 54

Mbps 5 GHz 45,7 m

Incompatibil cu

IEEE 802.11b,

IEEE 802.11g,

IEEE 802.11n

IEEE 802.11b

Până la 11

Mbps 2,4 GHz 91 m

Compatibil cu

IEEE 802.11g

IEEE 802.11g

Până la 54

Mbps 2,4 GHz 91 m

Compatibil cu

IEEE 802.11b

IEEE 802.11n

Până la 540

Mbps 2,4 GHZ 250 m

Compatibil cu

IEEE 802.11b și

cu IEEE 802.11g

Page 20: M10 - Reţele de calculatoare · echipamente periferice (imprimante, scannere etc) Conectivitatea este asigurată de echipamente de reţea (hub-uri, switch-uri, rutere, puncte de

20

Modelul OSI

Acest material vizează competenţa / rezultat al învăţării : analizează arhitectura şi

standardele reţelelor de date

Modul de comunicare în reţea a două calculatoare respectă următorul principiu: nivelul

n al unui calculator nu poate comunica direct cu nivelul n al altui calculator ci doar prin

nivelul inferior. Prin urmare, se presupune că regulile folosite în comunicare se numesc

protocoale de nivel n.

Conceptul de model de date a fost implementat cu scopul de a separa funcţiile

protocoalelor de comunicaţie pe niveluri uşor de administrat şi de înţeles, astfel

încât fiecare nivel să realizeze o funcţie specifică în procesul de comunicare în reţea.

Conceptul de nivel este folosit pentru a descrie acţiunile şi procesele ce apar în timpul

transmiterii informaţiilor de la un calculator la altul.

Într-o reţea, comunicarea are loc prin transferul de informaţii de la un calculator-sursă

spre un calculator-destinaţie. Informaţiile care traversează reţeaua sunt referite ca date,

pachete sau pachete de date.

Modelul OSI (Open Systems Interconnect)

A fost creat de Organizaţia Internaţională de Standardizare (International Standards

Organization - ISO ) cu scopul de a standardiza modul în care echipamentele comunică

în reţea, şi a fost definit în standardul ISO 7498-1 . Modelul OSI are 7 niveluri şi este cel

mai frecvent utilizat de producătorii de echipamente de reţea.

În modelul OSI, la transferul datelor, se consideră că acestea traversează virtual de sus

în jos nivelurile modelului OSI al calculatorului sursă şi de jos în sus nivelurile

modelului OSI al calculatorului destinaţie.

Page 21: M10 - Reţele de calculatoare · echipamente periferice (imprimante, scannere etc) Conectivitatea este asigurată de echipamente de reţea (hub-uri, switch-uri, rutere, puncte de

21

Nivelul Aplicaţie asigură interfaţa cu aplicaţiile utilizator şi transferul informaţional

între programe. La acest nivel se defineşte accesul aplicaţiilor la serviciile de

reţea şi implicit comunicaţia între două sau mai multe aplicaţii.

Nivelul Prezentare se ocupă de sintaxa şi semantica informaţiilor transmise între

aplicaţii sau utilizatori. La acest nivel se realizează conversia datelor din formatul

abstract al aplicaţiilor în format acceptat de reţea, compresia şi criptarea datelor

pentru a reduce numărului de biţi ce urmează a fi transmişi, redirecţionarea datelor pe

baza de cereri.

Nivelul Sesiune asigură stabilirea, gestionarea şi închiderea sesiunilor de

comunicaţie între utilizatorii de pe două staţii diferite. Prin sesiune se înţelege

dialogul între două sau mai multe entităţi. Nivelul sesiune sincronizează dialogul

între nivelurile sesiune ale entităţilor şi gestionează schimbul de date între acestea. În

plus, acest nivel oferă garanţii în ceea ce priveşte expedierea datelor, clase de servicii

şi raportarea erorilor. În câteva cuvinte, acest nivel poate fi asemuit cu dialogul uman.

Nivelul Transport este nivelul la care are loc segmentarea şi reasamblarea

datelor. El furnizează un serviciu pentru transportul datelor către nivelurile

superioare, şi în special caută să vadă cât de sigur este transportul prin reţea. Nivelul

transport oferă mecanisme prin care stabileşte, întreţine şi ordonă închiderea circuitelor

virtuale; detectează “căderea” unui transport şi dispune refacerea acestuia; controlează

fluxul de date pentru a preveni rescrierea acestora. Sarcina principală a nivelului

transport este aceea de refacere a fluxului de date la destinaţie, deoarece datele sunt

fragmentate în segmente mai mici, cu rute diferite prin reţeaua de comunicaţii.

În cazul utilizării protocolului IP pe nivelul reţea, sunt disponibile două protocoale la

nivelul transport:

TCP, Transmision Control Protocol este un protocol bazat pe conexiune, în care

pentru fiecare pachet transmis se aşteaptă o confirmare din partea echipamentului

de destinaţie. Transmisia următorului pachet nu se realizează dacă nu se primeşte

confirmarea pentru pachetul transmis anterior.

UDP, User Datagram Protocol este folosit în situaţiile în care eficienţa şi viteza

transmisiei sunt mai importante decât corectitudinea datelor, de exemplu în reţelele

multimedia, unde pentru transmiterea către clienţi a informaţiilor de voce sau

imagine este mai importantă viteza (pentru a reduce întreruperile în transmisie)

decât calitatea. Este un protocol fără conexiuni, semnalarea erorilor sau reluărilor

fiind asigurată de nivelul superior, iar datele transmise nu sunt segmentate.

Nivelul Reţea Este unul dintre cele mai complexe niveluri; asigură conectivitatea

şi selecţia căilor de comunicaţie între două sisteme ce pot fi localizate în zone

geografice diferite. La acest nivel, se evaluează adresele sursă si destinaţie si se fac

translatările necesare între adrese logice (IP) şi fizice (MAC). Funcţia principală a

acestui nivel constă în dirijarea pachetelor între oricare două noduri de reţea. Cu alte

cuvinte, nivelul reţea realizează „rutarea” (direcţionarea) pachetelor de date prin

infrastructura de comunicaţii, această operaţie fiind efectuată la nivelul fiecărui nod de

Page 22: M10 - Reţele de calculatoare · echipamente periferice (imprimante, scannere etc) Conectivitatea este asigurată de echipamente de reţea (hub-uri, switch-uri, rutere, puncte de

22

comunicaţie intermediar. Nivelul reţea asigură interfaţa între furnizorul de servicii şi

utilizator, serviciile oferite fiind independente de tehnologia subreţelei de comunicaţie.

Nivelul Legăturii de date gestionează transmisia biţilor de date, organizaţi în

cadre, fără erori nedetectate, relativ la o anumită linie de transmisie. Schimbul de

cadre între sursă şi destinatar presupune trimiterea secvenţială a acestora urmată de

cadre de confirmare a recepţiei. Principalele atribuţii ale acestui nivel au în vedere

controlul erorilor, controlul fluxului informaţional şi gestiunea legăturii.

Acest nivel este format din două subnivele:

- MAC (Medium Access Control) – control al accesului la mediu

- LLC (Logical Link Control) – legatura logică de date

Nivelul Fizic, este nivelul la care biţii sunt transformaţi în semnale (electrice,

optice) Standardele asociate nivelului fizic conţin specificaţii electrice (parametrii

de semnal, proprietăţi ale mediului de comunicaţie) şi mecanice (conectică, cabluri). Ca

atribuţii nivelul fizic se ocupă de codarea şi sincronizarea la nivel de bit, delimitând

lungimea unui bit şi asociind acestuia impulsul electric sau optic corespunzător

canalului de comunicaţie utilizat. La acest nivel se definesc:

tipul de transmitere şi recepţionare a şirurilor de biţi pe un canal de comunicaţii

topologiile de reţea

tipurile de medii de transmisiune : cablu coaxial, cablu UTP, fibră optică, linii

închiriate de cupru etc.

modul de transmisie: simplex, half-duplex, full-duplex

standardele mecanice şi electrice ale interfeţelor

este realizată codificarea şi decodificarea şirurilor de biţi

este realizata modularea şi demodularea semnalelor purtătoare (modem-uri).

Modelul OSI Nivelul Descriere

Aplicaţie 7 Asigură interfaţa cu utilizatorul

Prezentare 6 Codifică şi converteşte datele

Sesiune 5 Construieşte, gestionează şi închide o

conexiune între o aplicaţie locală şi una la

distanţă

Transport 4 Asigură transportul sigur şi menţine fluxul de

Page 23: M10 - Reţele de calculatoare · echipamente periferice (imprimante, scannere etc) Conectivitatea este asigurată de echipamente de reţea (hub-uri, switch-uri, rutere, puncte de

23

date dintr-o reţea

Reţea 3 Asigură adresarea logică şi domeniul de

rutare

Legătură de date 2 Pachetele de date sunt transformate în octeţi

şi octeţii în cadre.

Asigură adresarea fizică şi procedurile de

acces la mediu

Fizic 1 Mută şiruri de biţi între echipamente

Defineşte specificaţiile electrice şi fizice ale

echipamentelor

Modelul TCP/IP (Transport Control Protocol/Internet Protocol)

Acest material vizează competenţa / rezultat al învăţării : analizează arhitectura şi

standardele reţelelor de date

Modelul de referinţă TCP/IP a fost creat de cercetătorii din U.S.Department of Defense

(DoD), este folosit pentru a explica suita de protocoale TCP/IP, şi are 4 niveluri:

Protocoalele de nivel Aplicaţie oferă servicii de reţea aplicaţiilor utilizator cum ar

fi browserele web şi programele de e-mail. Câteva exemple de protocoale

definite la acest nivel sunt TELNET, FTP, SMTP, DNS, HTTP

Protocoalele la nivel Transport oferă administrarea de la un capăt la altul a

transmisiei de date. Una din funcţiile acestor protocoale este de a împărţi datele

în segmente mai mici pentru a fi transportate uşor peste reţea. La nivelul

Transport funcţionează protocoalele TCP(Transmission Control Protocol) şi UDP(User

Datagram Protocol) Acest nivel oferă servicii de transport între sursă şi destinaţie,

stabilind o conexiune logică între sistemul emiţător şi sistemul receptor din reţea

Page 24: M10 - Reţele de calculatoare · echipamente periferice (imprimante, scannere etc) Conectivitatea este asigurată de echipamente de reţea (hub-uri, switch-uri, rutere, puncte de

24

Protocoalele la nivel Internet operează la nivelul trei (începând de sus) al

modelului TCP/IP. Aceste protocoale sunt folosite pentru a oferi conectivitate

între staţiile din reţea. La nivelul Internet funcţionează protocolul IP (Internet

Protocol) Nivelul Internet are rolul de a permite sistemelor gazdă să trimită pachete în

orice reţea şi să asigure circulaţia independentă a pachetelor până la destinaţie.

Pachetele de date pot sosi într-o ordine diferită de aceea în care au fost transmise,

rearanjarea lor în ordine fiind sarcina nivelurilor superioare

Protocoalele de nivel Acces reţea descriu standardele pe care staţiile le folosesc

pentru a accesa mediul fizic. Standardele şi tehnologiile Ethernet IEEE 802.3,

precum şi CSMA/CD şi 10BASE-T sunt definite pe acest nivel. Nivelul Acces

reţea – se ocupă de toate conexiunile fizice pe care trebuie să le străbată pachetele IP

pentru a ajunge în bune condiţii la destinaţie.

Cele patru niveluri realizează funcţiile necesare pentru a pregăti datele înainte de a fi

transmise pe reţea. Un mesaj porneşte de la nivelul superior (nivelul Aplicaţie) şi

traversează de sus în jos cele patru niveluri până la nivelul inferior (nivelul Acces reţea).

Informaţiile din header sunt adăugate la mesaj în timp de acesta parcurge fiecare nivel,

apoi mesajul este transmis. După ce ajunge la destinaţie, mesajul traversează din nou,

de data aceasta de jos în sus fiecare nivel al modelului TCP/IP. Informaţiile din header

care au fost adăugate mesajului sunt înlăturate în timp ce acesta traversează nivelurile

destinaţie.

Modelul TCP/IP Stratul Descriere

Aplicaţie 4 La acest nivel

funcţionează protocoalele

la nivel înalt ( SMTP şi

FTP)

Transport 3 La acest nivel are loc

controlul de debit/flux şi

funcţionează protocoalele

de conexiune

Internet 2 La acest nivel are loc

adresarea IP

Acces reţea 1 La acest nivel are loc

adresarea după MAC şi

componentele fizice ale

reţelei

Dacă am compara modelul OSI cu modelul TCP/IP, am observa că între ele există o

serie de asemănări dar şi deosebiri.

Page 25: M10 - Reţele de calculatoare · echipamente periferice (imprimante, scannere etc) Conectivitatea este asigurată de echipamente de reţea (hub-uri, switch-uri, rutere, puncte de

25

Ambele modele de date descriu procesul de comunicaţie a datelor în reţea pe nivele şi

ambele conţin nivelele Aplicaţie şi Transport, cu funcţii asemănătoare. Spre deosebire

de modelul OSI care foloseşte şapte niveluri, modelul TCP/IP foloseşte patru Astfel,

nivelurile OSI sesiune şi prezentare sunt tratate de pe nivelul TCP/IP aplicaţie,

respectiv, nivelurile OSI legătură de date şi fizic de nivelul acces reţea. Modelul OSI

este folosit pentru dezvoltarea standardelor de comunicaţie pentru echipamente şi

aplicaţii ale diferiţilor producători, pe când modelul TCP/IP este folosit pentru suita de

protocoale TCP/IP.

Modelul de referinţă OSI Modelul TCP/IP

Fig 4.1.Modelele de date OSI şi TCP/IP

Laborator 4.1 Modelul OSI

Competenţa 2. Analizează protocolul TCP/IP

Obiectivul/obiective vizate:

- vei fi capabil să enumeri nivelele modelui OSI

- vei fi capabil să defineşti nivelele modelui OSI

Durata: 10 min

Tipul activităţii: Imperechere

Sugestii: activitatea se va va desfăşura individual

Page 26: M10 - Reţele de calculatoare · echipamente periferice (imprimante, scannere etc) Conectivitatea este asigurată de echipamente de reţea (hub-uri, switch-uri, rutere, puncte de

26

Sarcina de lucru completaţi tabelul cu numărul şi denumirea nivelului dintre cuvintele

scrise înclinat corespunzătoare fiecărui enunţ:

Fizic, Legătură de date, Reţea, Transport, Sesiune, Prezentare, Aplicaţie, 1,2,3, 4, 5,

6,7

Modelul OSI(Denumirea) Nivelul

(Nr.)

Descriere

Codifică şi converteşte datele

Construieşte, gestionează şi închide o

conexiune între o aplicaţie locală şi una la

distanţă

Mută şiruri de biţi între echipamente

Defineşte specificaţiile electrice şi fizice ale

echipamentelor

Asigură adresarea logică şi domeniul de

rutare

Asigură interfaţa cu utilizatorul

Asigură transportul sigur şi menţine fluxul de

date dintr-o reţea

Pachetele de date sunt transformate în octeţi

şi octeţii în cadre.

Asigură adresarea fizică şi procedurile de

acces la mediu

Laborator 4.2 Descrierea modelului OSI

Competenţa 2. Analizează protocolul TCP/IP

Obiectivul/obiective vizate:

- vei fi capabil să analizezi fiecare nivel al modelui OSI

Durata: 20 min

Page 27: M10 - Reţele de calculatoare · echipamente periferice (imprimante, scannere etc) Conectivitatea este asigurată de echipamente de reţea (hub-uri, switch-uri, rutere, puncte de

27

Tipul activităţii: Harta tip pânză de păianjen

Sugestii: activitatea se poate desfăşura individiual sau pe grupe (2-3 elevi)

Sarcina de lucru Folosind fişele de documentare, diverse surse (Internet, cărţi de

specialitate, caietul de notiţe, etc ), studiaţi tema Modelul OSI şi organizaţi informaţiile

obţinute după modelul următor:

Laborator 4.3 Modelul TCP/IP

Competenţa 2. Analizează protocolul TCP/IP

Obiectivul/obiective vizate:

- vei fi capabil să enumeri nivelele modelui TCP/IP

- vei fi capabil să defineşti nivelele modelui TCP/IP

Durata: 10 min

Tipul activităţii: Împerechere

MODELUL OSI

FIZIC REŢEA

SESIUNE

PREZENTARE

APLICAŢIE

TRASPORT

LEGĂTURĂ

DE DATE

Page 28: M10 - Reţele de calculatoare · echipamente periferice (imprimante, scannere etc) Conectivitatea este asigurată de echipamente de reţea (hub-uri, switch-uri, rutere, puncte de

28

Sugestii: acitivitatea se desfăşoară individual

Sarcina de lucru completaţi tabelul cu numărul şi denumirea nivelului dintre cuvintele

scrise înclinat corespunzătoare fiecărui enunţ:

Acces reţea, Internet, Transport, Aplicaţie, 1, 2,3, 4

Modelul

TCP/IP(denumirea)

Nivelul

(Nr.)

Descriere

La acest nivel are loc adresarea IP

La acest nivel funcţionează protocoalele la

nivel înalt ( SMTP şi FTP)

La acest nivel are loc adresarea după MAC şi

componentele fizice ale reţelei

La acest nivel are loc controlul de debit/flux şi

funcţionează protocoalele de conexiune

Laborator 4.4 Descrierea modelului TCP/IP

Competenţa 2. Analizează protocolul TCP/IP

Obiectivul/obiective vizate:

- vei fi capabil să analizezi modelul TCP/IP

Durata: 10 min

Tipul activităţii: Harta tip pânză de păianjen

Sugestii: activitatea se poate desfăşura individiual sau pe grupe (2-3 elevi)

Sarcina de lucru Folosind fişele de documentare, diverse surse (Internet, cărţi de

specialitate, caietul de notiţe, etc ), studiaţi tema Modelul TCP/IP şi organizaţi

informaţiile obţinute după modelul următor:

Page 29: M10 - Reţele de calculatoare · echipamente periferice (imprimante, scannere etc) Conectivitatea este asigurată de echipamente de reţea (hub-uri, switch-uri, rutere, puncte de

29

Lecția 5 Structura unei adrese IP

Acest material vizează competenţa / rezultat al învăţării : analizează protocolul TCP/IP

O adresă este un număr sau o înşiruire de caractere care identifică în mod

unic un echipament conectat într-o reţea, servind la comunicarea cu celelalte

echipamente ale reţelei.

Cu ajutorul adresei, un calculator poate fi localizat într-o reţea de către altul. Un

calculator poate fi conectat simultan la mai multe reţele. În acest caz, acesta va avea

asociate mai multe adrese, fiecare adresă îl va localiza în una din reţelele la care este

conectat.

Adresa fizică - cum este adresa MAC (Media Access Control) atribuită plăcii de

reţea - este o adresă care este fixă, nu poate fi schimbată – cum este pentru o

persoană , de exemplu, codul numeric personal

Adresa logică - Adresa IP (Internet Protocol), sau adresa de reţea – este

atribuită fiecărei staţii de către administratorul de reţea şi poate fi regenerată -

cum ar fi pentru o persoană, de exemplu, adresa la care locuieşte.

Adresarea IPv4

Adresa IPv4 este o versiune pe 32 de biţi a adresei IP. Este formată din 32 de

cifre binare (1 si 0), grupate în patru bucăţi de câte 8 biţi, numiţi octeţi. Pentru a

MODELUL

TCP/IP

ACCES REŢEA INTERNET

TRANSPORT

APLICAŢIE

Page 30: M10 - Reţele de calculatoare · echipamente periferice (imprimante, scannere etc) Conectivitatea este asigurată de echipamente de reţea (hub-uri, switch-uri, rutere, puncte de

30

putea fi citită de către oameni, fiecare octet este reprezentat prin valoarea sa zecimală,

separat de ceilalţi octeţi prin câte un punct. Altfel spus, este formată din patru numere

zecimale cuprinse între 0 şi 255 şi separate prin puncte.

De exemplu, reprezentarea în binar: “01111101 00001101 01001001 00001111”

corespunde reprezentării zecimale: ”125.13.73.15.”

O adresă IP este un tip de adresare ierarhică şi din acest motiv este compusă din două

părţi. Prima parte - Reţea - identifică reţeaua căreia îi aparţine un echipament şi a doua

parte - Gazdă - identifică în mod unic dispozitivul conectat la reţea.

Zona Reţea

Gazdă

Biţi

octeţi 1 2 3 4

Fig 6.1. Structura unei adrese IP pe 32 de biţi

Astfel, orice adresă IP identifică un echipament din reţea şi reţeaua căruia îi aparţine.

Într-o reţea, gazdele pot comunica între ele doar dacă au acelaşi identificator de reţea.

Dacă au identificatori de reţea diferiţi comunicarea se face prin intermediul unor

dispozitive specializate în conexiuni.

Adresele IP care au toţi biţii identificatorului gazdă egali cu 0 sunt rezervate

pentru adrese de reţea.

Adresele IP care au toţi biţii identificatorului gazdă egali cu 1 sunt rezervate

pentru adrese de broadcast. Adresa de broadcast permite unei staţii din reţea să

transmită date simultan către toate echipamentele din reţea (să difuzeze)

Teoretic, adresarea IPv4 acoperă adrese (in baza 10) intre 0.0.0.0 si 255.255.255.255,

în total în număr de 232

Adresarea IPv6

La sfârşitul anilor 90’ s-a răspândit vestea că adresele IP în clasă B vor fi epuizate, fapt

ce ar fi condus la compromiterea sistemului de adresare pe Internet, singura soluţie

viabilă pe termen lung fiind reprezentată de crearea unui nou IP cu adresare pe 128 de

biţi (IPv6-Internet Protocol versiunea 6 sau IPng – Internet Protocol New Generation).

Versiunea 6 de IP măreşte numărul de adrese viabile la 2128 .

Clase de adrese IP

Acest material vizează competenţa / rezultat al învăţării : analizează protocolul TCP/IP

Page 31: M10 - Reţele de calculatoare · echipamente periferice (imprimante, scannere etc) Conectivitatea este asigurată de echipamente de reţea (hub-uri, switch-uri, rutere, puncte de

31

Pentru a gestiona eficient adresele IP acestea au fost împărţite în clase care diferă prin

numărul de biţi alocaţi pentru identificarea reţelei respectiv numărul de biţi alocaţi pentru

identificarea unui dispozitiv (gazda, staţia, host) în cadrul unei reţele. Există cinci clase

de adrese IP: A, B, C, D si E.

Clasa A – primul bit are valoarea 0, primul octet este alocat pentru identificarea

reţelei, următorii trei octeţi sunt alocaţi pentru identificarea gazdei - pentru reţele

mari, folosite de companii mari şi de unele ţări.

REŢEA GAZDĂ GAZDĂ GAZDĂ

Clasa B - primii doi biţi au valoarea 10, primii doi octeţi sunt alocaţi pentru

identificarea reţelei, următorii doi octeţi sunt alocaţi pentru identificarea gazdei -

pentru reţele de dimensiuni medii, cum ar fi cele folosite în universităţi

REŢEA REŢEA GAZDĂ GAZDĂ

Clasa C - primii trei biţi au valoarea 110, primii trei octeţi sunt alocaţi pentru

identificarea reţelei, ultimul octet este alocat pentru identificarea gazdei - pentru

reţele de dimensiuni mici, atribuite de furnizorii de servicii de Internet clienţilor lor

REŢEA REŢEA REŢEA GAZDĂ

Clasa D – primii patru biţi au valoarea 1110, toţi cei patru octeţi sunt alocaţi

pentru identificarea reţelei - folosită pentru multicast

REŢEA REŢEA REŢEA REŢEA

Clasa E – folosită pentru testare

Adrese private

Page 32: M10 - Reţele de calculatoare · echipamente periferice (imprimante, scannere etc) Conectivitatea este asigurată de echipamente de reţea (hub-uri, switch-uri, rutere, puncte de

32

IANA (Internet Asigned Numbers Authority) a definit ca spaţiu de adresare privată

intervalele:10.0.0.0 - 10.255.255.255 (clasa A), 172.16.0.0 - 172.31.255.255(clasaB),

192.168.0.0 - 192.168.255.255 (clasa C)

Totodată intervalul 169.254.0.0 -169.254.255.255 este rezervat pentru adresarea IP

automată privată (APIPA - Automatic Private IP Addressing) utilizată pentru alocarea

automată a unei adrese IP la instalarea iniţiala a protocolului TCP/IP peste anumite

sisteme de operare . Adresele private sunt ignorate de către echipamentele de rutare

ele putând fi utilizate pentru conexiuni nerutate, in reţelele locale. Pentru clasele A,

adresa de retea 127.0.0.1 este de asemenea rezervată pentru teste in bucla închisă.

Restul adreselor au statutul de adrese IP publice beneficiind de vizibilitate potenţială la

nivelul reţelei mondiale Internet.

Laborator 5.1 Adresa fizică şi logică

Competenţa 2. Analizează protocolul TCP/IP

Obiectivul/obiective vizate:

- vei fi capabil să defineşti adresa fizică şi logică

Durata: 10 min

Tipul activităţii: Împerechere (Potrivire)

Sugestii: acitivitatea se desfăşoară individual

Sarcina de lucru completaţi tabelul cu denumirile corecte dintre cuvintele scrise înclinat

corespunzătoare fiecărui enunţ (fiecare enunţ are mai multe denumiri):

Adresa fizica, Adresa logică, Adresa MAC, Adresa IP, Adresa de reţea

Adresa Descriere

Este atribuită fiecărei staţii de către administratorul de

reţea şi poate fi regenerată

Atribuită plăcii de reţea - este o adresă care este fixă, nu

poate fi schimbată

Page 33: M10 - Reţele de calculatoare · echipamente periferice (imprimante, scannere etc) Conectivitatea este asigurată de echipamente de reţea (hub-uri, switch-uri, rutere, puncte de

33

Laborator 5.2 Adresarea Ipv4

Competenţa 2. Analizează protocolul TCP/IP

Obiectivul/obiective vizate:

- vei fi capabil să prezinţi adresarea Ipv4 şi Ip6

Durata: 40 min

Tipul activităţii: Expansiune

Sugestii : activitatea se poate desfăşura individual sau pe grupe (2-4 elevi)

Sarcina de lucru: Realizaţi un eseu care să trateze adresarea Ipv4 pe baza

următoarelor idei:

- descrierea adresării Ipv4

- structura

- exemplu de adresare

- descrierea adresării Ipv6

Dimensiunea eseului trebuie să fie de minim o pagină, iar durata de lucru să nu

depăşească 40 de min.

Pentru realizarea eseului consultaţi Fişa de documentare 5.1 precum şi sursele de pe

Internet.

Lecția 6 Adresarea IP în subreţele

Acest material vizează competenţa / rezultat al învăţării : analizează protocolul TCP/IP

De multe ori, în practică, administratorii de reţea sunt nevoiţi să împartă o reţea în mai

multe reţele LAN de dimensiuni mai mici (subreţele). Împărţirea logică a unei reţele în

subreţele se întâlneşte sub numele de subnetare.

Page 34: M10 - Reţele de calculatoare · echipamente periferice (imprimante, scannere etc) Conectivitatea este asigurată de echipamente de reţea (hub-uri, switch-uri, rutere, puncte de

34

Deoarece gazdele dintr-o subreţea „se văd” numai între ele înseamnă că

trebuie să se definească punctul de ieşire/intrare în reţea, adică o adresa IP din

interiorul subreţelei respective asociată dispozitivului de rutare (interconectarea

cu alte subreţele). Acest punct comun sistemelor din subreţea se numeşte poartă de

acces (gateway).

Adresele pentru subreţele sunt unice, au 32 de biţi, şi conţin trei identificatori

Reţea Subreţea Gazdă

Reţea: numărul de indentificare a reţelei

Subreţea: numărul de indentificare a subreţelei

Gazdă: numărul de identificare a gazdei.

Pentru a crea o subreţea, administratorul va împrumuta un număr de minim 2 biţi din

secţiunea gazdă a unei clase şi să îi folosească în cadrul câmpului subreţea. Dacă s-ar

împrumuta un singur bit, am ajunge în situaţia de a avea doar o adresă de reţea (pt val

0 a bitului împrumutat) şi o adresă de broadcast(pentru val 1). Din acelaşi motiv, în

zona gazdă trebuie să rămână minim 2 biţi.

Pentru a asigură inter-vizibiliatea dispozitivelor dintr-o subreţea s-a introdus noţiunea de

mască de (sub)reţea.

Termenul de mască de subreţea (subnet mask), sau prefix, se referă la un

identificator care este tot un număr pe 32 de biţi, ca şi adresa IP, şi care are

rolul de a indica partea dintr-o adresă IP care este identificatorul reţelei,

partea care este identificatorul subreţelei şi partea care este identificatorul staţiei. La

măştile de subreţea, biţii din porţiunea reţea şi subreţea au valoarea 1, iar cei din

porţiunea staţie, au valoarea 0. Biţi folosiţi pentru a defini reţeaua şi subreţeaua

formează împreună prefixul extins de reţea.

Măştile de reţea implicite pentru clasele A, B şi C sunt ilustrate în tabelul de mai jos:

Clasa Masca de reţea implicită Număr de gazde

A 255.0.0.0 224-2

B 255.255.0.0 216-2

C 255.255.255.0 28-2

Page 35: M10 - Reţele de calculatoare · echipamente periferice (imprimante, scannere etc) Conectivitatea este asigurată de echipamente de reţea (hub-uri, switch-uri, rutere, puncte de

35

Să luăm ca exemplu o adresă 193.234.57.34, care este o adresă IP de clasă C cu

masca de subreţea 255.255.255.224. Valoarea 224 a ultimului octet a măştii, care este

diferită de 0 ne sugerează faptul că staţia face parte dintr-o subreţea.

Mască de subreţea Baza 10 255 255 255 224

Baza 2 11111111 11111111 111111111 11100000

Cum ultimul octet din masca de subreţea are valoarea 224(10)= 11100000(2), primii trei

biţi au valoarea 1, ceea ce înseamnă că porţiunea reţea a fost extinsă cu 3 biţi,

ajungând la un total de 27, în timp ce numărul biţilor atribuiţi gazdelor, şi care au

valoarea 0, a fost redus la 5.

Numărul de subreţele posibile matematic depinde de tipul clasei din care face

parte segmentul de adrese IP care este subnetat. De fiecare dată când se

împrumută câte 1 bit din porţiunea gazdă a unei adrese, numărul subreţelelor

create creşte cu 2 la puterea numărului de biţi împrumutaţi. Prima şi ultima subreţea fac

parte din categoria celor rezervate, fiind deci inutilizabile. De fiecare dată când se

împrumută 1 bit din porţiunea gazdă a unei adrese, numărul adreselor disponibile

pentru o subreţea se reduce cu o putere a lui 2. În cazul subreţelelor, prima adresă

(numele subreţelei, toti biţii măştii cu valoarea „1”) şi ultima (adresa de trimitere multiplă,

broadcast, toţi biţii măstii pe „0”) nu sunt folosibile pentru adresarea gazdelor, deci la

fiecare subreţea „se pierd” două adrese. La o subreţea de 4 adrese 2 nu sunt

exploatabile, iar o subreţea de 2 adrese nu are sens.

De exemplu, pentru adresele din clasa C, cu masca de reţea 255.255.255.224, se pot

obţine 8 subreţele (23) din care doar 6 sunt utilizabile, numărul maxim al gazdelor

pentru fiecare subreţea este de 32(25) din care doar 30 sunt utilizabile.

În tabelul de mai jos este exemplificată împărţirea în subreţele a reţelelor de clasă C

Număr de biţi

împrumutaţi

identificatorului

de reţea

Masca de

subreţea

Număr de

adrese de

subreţea

utilizabile

Număr de

adrese-gazdă

pe subreţea

2 255.255.255.192 2 62

3 255.255.255.224 6 30

4 255.255.255.240 14 14

5 255.255.255.248 30 6

6 255.255.255.252 62 2

Page 36: M10 - Reţele de calculatoare · echipamente periferice (imprimante, scannere etc) Conectivitatea este asigurată de echipamente de reţea (hub-uri, switch-uri, rutere, puncte de

36

Adresa subreţelei din care face parte o staţie se calculează înmulţind logic în

binar (aplicând operatorul logic AND) adresa IP a staţiei cu masca de subreţea.

Porţiunea gazdă a adresei se pierde pentru ca devine 0.

De exemplu, pentru staţia cu adresa IP 192.168.100.40, cu masca de reţea

255.255.255.224 se poate calcula adresa subreţelei din care face parte astfel:

Prin

urmare, staţia exemplificată face parte din subreţeaua 192.168.100.32

Subnetarea într-un număr dat de subreţele

De exemplu, se cere să subnetăm reţeaua 192.168.100.0 (care este o reţea de clasă C)

în 8 subreţele .

Masca de reţea implicită este

255.255.255.0 (11111111.11111111.11111111.000000000)

Va trebui să sacrificăm 3 biţi din secţiunea gazdă, pentru a forma profilul extins de

reţea. Ultimul octet al măştii de subreţea va avea valoarea în binar 11100000 adică

valoarea 224 în zecimal. Prin urmare, masca de subreţea va fi

255.255.255.224 (11111111.111111111.11111111.111000000)

Din 256 (echivalentul lui 28) scădem valoarea zecimală a ultimului octet din masca de

subreţea:

256-224=32

Adresele de subreţea vor fi multiplu de 32

Adresa IP gazdă

192.168.100.40

11000000 10101000 01100100 00101000

AND

Masca de

subreţea

255.255.255.224

11111111 11111111 11111111 11100000

=

Subreţea

192.168.100.32

11000011 10101000 01100100 00100000

Page 37: M10 - Reţele de calculatoare · echipamente periferice (imprimante, scannere etc) Conectivitatea este asigurată de echipamente de reţea (hub-uri, switch-uri, rutere, puncte de

37

Subreţea Adresa IP a

subreţelei

Adresele gazdelor Adresa de broadcast

Baza 192.168.100.0

Subreţea 0 192.168.100.0 Rezervat Nici una

Subreţea 1 192.168.100.32 .33 la.62 192.168.100.63

Subreţea 2 192.168.100.64 .65 la .94 192.168.100.95

Subreţea 3 192.168.100.96 .97 la .126 192.168.100.127

Subreţea 4 192.168.100.128 .129 la .158 192.168.100.159

Subreţea 5 192.168.100.160 .161 la .190 192.168.100.191

Subreţea 6 192.168.100.192 .193 la .222 192.168.100.223

Subreţea 7 192.168.100.224 Rezervat Nici una

Subreşele 0 si 7, nu sunt în mod normal utilizabile, ele făcând parte din categoria celor

rezervate. Adresele IP ale subreţelelor sunt definite incrementând valoarea zecimală a

ultimului octet cu 32. Adresele gazdelor din fiecare subreţea se obţin incrementând

valoarea zecimală a ultimului octet cu 1.Sunt posibile 32 de adrese, prima şi ultima fiind

însă rezervate aşa cum s-arătat anterior. Rezultă un număr utilizabil de 30 de gazde

pentru fiecare subreţea.

Un dispozitiv cu adresa IP 192.168.100.33 ar fi prima gazdă din subreţeaua 1.

Următoarele gazde ar fi numerotate până la 192.168.100.62, moment în care

subreţeaua ar fi complet populată şi nu ar mai putea fi adăugate noi gazde.

Laborator 6 Descrierea serviciului DNS

Acest material vizează competenţa / rezultat al învăţării : analizează protocolul TCP/IP

DNS (Domain Name System) – este un serviciu care permite referirea calculatoarelor

gazdă cu ajutorul adresei literale.

Adresa literală conţine succesiuni de nume asociate cu domenii, subdomenii sau tipuri

de servicii. Acest mod de adresare este utilizat exclusiv de nivelul aplicaţie şi este util

deoarece permite operatorului uman să utilizeze o manieră prietenoasă şi comodă de

localizare a informaţiilor. Forma generala a unei astfel de adrese este:

Page 38: M10 - Reţele de calculatoare · echipamente periferice (imprimante, scannere etc) Conectivitatea este asigurată de echipamente de reţea (hub-uri, switch-uri, rutere, puncte de

38

[tip_serviciu].[nume_gazda].[subdomeniu2].[subdomeniu1].[domeniu].[tip_domeniu]

Exemple: www.edu.ro, http://cisco.netacad.net etc

Practic, serviciul DNS transformă adresa IP într-o adresă literală, şi invers. Privit în

amănunt, DNS este un soft care gestionează şi controlează o bază de date distribuită,

constituită dintr-o sumă de fişiere memorate pe calculatoare diferite-localizate în spaţii

geografice diferite, ca pe o singură bază de date.

CERERE CLIENT

www.concursuri.ro

concursuri.com

RĂSPUNS SERVER DNS

Concursuri.com=172.123.84.17

Returnează rezultatul către client

Fig 6.1. Formularea unei cereri către un server DNS

Conform figurii de mai sus, clientul doreşte să acceseze de pe calculatorul său personal

pagina web www.concursuri.ro , această cerere este trimisă unui server DNS care o

analizează şi returnează ca rezultat adresa IP a staţiei care găzduieşte site-ul solicitat.

În principiu, DNS este alcătuit din trei componente:

Spaţiul numelor de domenii – reprezintă informaţia conţinută în baza de date,

structurată ierarhic.

Servere de nume – programe server care stochează informaţia DNS şi răspund

cererilor adresate de alte programe

Resolverele – programe care extrag informaţiile din serverele de nume ca

răspuns la cererile unor clienţi

Pentru a stabili corespondenţa dintre un nume şi o adresă IP, programul de aplicaţie

apelează un resolver, transferându-I numele ca parametru, resolverul trimite un pachet

UDP (printr-un protocol de transport fără conexiune) la serverul DNS local, care caută

numele şi returnează adresa IP către resolver, care o trimite mai departe apelantului.

Înarmat cu adresa IP, programul poate stabili o conexiune TCP cu destinaţia sau îi

poate trimite pachete UDP.

În continuare ne vom referi mai în amănunt la spaţiul numelor de domenii.

Internetul este divizat în peste 200 de domenii de nivel superior, fiecare domeniu

superior este divizat la rândul său în subdomenii, acestea la rândul lor în alte

subdomenii, etc. Domeniile de pe primul nivel se împart în două categorii: generice

(com, edu, gov, int, mil, net, org) şi de ţări (cuprind câte o intrare pentru fiecare ţară, de

exemplu pentru România : ro).

Fiecărui domeniu, fie că este un calculator-gazdă, fie un domeniu superior, îi poate fi

asociată o mulţime de înregistrări de resurse (resource records). Deşi înregistrările de

Page 39: M10 - Reţele de calculatoare · echipamente periferice (imprimante, scannere etc) Conectivitatea este asigurată de echipamente de reţea (hub-uri, switch-uri, rutere, puncte de

39

resurse sunt codificate binar, în majoritatea cazurilor ele sunt prezentate ca text, câte o

înregistrare de resursă pe linie. Un exemplu de format este:

Nume_domeniu Timp_de_viaţă Clasă Tip Valoare

Nume_domeniu precizează domeniul căruia i se aplică înregistrarea. În mod

normal există mai multe înregistrări pentru fiecare domeniu

Timp_de_viaţă exprimă, în secunde, cât de stabilă este înregistrarea. De

exemplu, un timp de 60 de secunde este considerat a fi scurt, iar informaţia

instabilă, pe când o valoare de ordinul a 80000 de secunde este o valoare mare,

informaţia este considerată stabilă.

Tip precizează tipurile înregistrării. Cele mai importante tipuri sunt prezentate mai

jos:

Tip Semnificaţie

A Adresa IP a unui sistem gazdă

MX Schimb de poştă

NS Server de nume

CNAME Nume canonic

PTR Pointer

Înregistrarea A păstrează adresa IP a calculatorului gazdă

MX precizează numele calculatorului gazdă pregătit să accepte poşta electronică pentru

domeniul specificat. Dacă cineva doreşte de exemplu să trimită un mail lui

[email protected], calculatorul care trimite trebuie să găsească un server la edu.ro dispus să

accepte mail. Această informaţie poate fi furnizată de înregistrarea MX

NS specifică serverele de nume. De exemplu fiecare bază de date DNS are în mod

normal o înregistrare NS pentru fiecare domeniu de pe primul nivel.

Înregistrările CNAME permit crearea pseudonimelor. De exemplu, o persoană

familiarizată cu atribuirea numelor în Internet, care doreşte să trimită un mesaj unei

persoane al cărui nume de conectare la un sistem de calcul din departamentul de

calculatoare din cadrul Ministerului Educaţiei este paul, poate presupune că adresa

[email protected] este corectă. De fapt, această adresă nu este corectă, domeniul

departamenului de calculatoare de la Ministerul Educaţiei fiind depc.edu. Ca un serviciu

pentru cei care nu ştiu acest lucru, totuşi, se poate genera o intrare CNAME pentru a

dirija persoanele şi programele în direcţia corectă.

Page 40: M10 - Reţele de calculatoare · echipamente periferice (imprimante, scannere etc) Conectivitatea este asigurată de echipamente de reţea (hub-uri, switch-uri, rutere, puncte de

40

Tipul PTR se referă, la fel ca şi CNAME la alt nume. Spre deosebire de CNAME care

este în realitate o macro-definiţie, PTR este un tip de date , utilizată în practică pentru

asocierea unui nume cu o adresă IP, pentru a permite căutarea adresei IP şi obţinerea

numelui sistemului de calcul corespunzător. Acest tip de căutări se numesc căutări

inverse (reverse lookups).

Valoare poate fi un număr, un nume de domeniu sau un cod ASCII

Lecția 7 Protocoale TCP/IP

Acest material vizează competenţa / rezultat al învăţării : analizează protocolul TCP/IP

Un protocol de reţea reprezintă un set de reguli care guvernează comunicaţiile

între echipamentele conectate într-o reţea. Specificaţiile protocoalelor definesc

formatul mesajelor care sunt transmise şi care sunt primite asigurând totodată şi

sincronizarea. Sincronizarea asigură un anumit interval de timp maxim pentru livrarea

mesajelor, astfel încât calculatoarele să nu aştepte nedefinit sosirea unor mesaje care

este posibil să se fi pierdut.

Protocoalele TCP/IP (Transport Control Protocol/Internet Protocol) sunt organizate pe

nivelurile modelului de date TCP/IP şi sunt caracterizate prin următoarele:

Nu sunt specifice furnizorilor de echipamente;

Au fost implementate pe orice tip de calculatoare începând cu calculatoare

personale, minicalculatoare, calculatoare şi supercalculatoare.

Aceste protocoale sunt utilizate de către diverse agenţii guvernamentale şi

comerciale din diverse oraş

HTTP (Hyper Text transfer Protocol) - Protocol de transfer al hypertextului –

guvernează cum, de exemplu, fişierele de tip text, grafică, sunet şi video sunt

interschimbate pe Internet sau World Wide Web (www). Prin hypertext se înţelege o

colecţie de documente unite între ele prin legături (link) ce permit parcurgerea acestora

bidirecţional.

Aplicaţiile care folosesc acest protocol trebuie să poată formula cereri şi/sau recepţiona

răspunsuri (modelul client-server). Clientul cere accesul la o resursă, iar serverul

răspunde printr-o linie de stare (care conţine, printre altele, un cod de succes sau

eroare şi, în primul caz, datele cerute).

Resursa trebuie să poată fi referită corect şi fără echivoc. Pentru referirea unei resurse

în Internet, se foloseşte termenul generic URI -Uniform Resource Identifier. Dacă se

face referire la o locaţie spunem că avem de a face cu un URL -Universal Resource

Locator. Dacă se face referire la un nume avem de-a face cu un URN- Universal

Resource Name

Page 41: M10 - Reţele de calculatoare · echipamente periferice (imprimante, scannere etc) Conectivitatea este asigurată de echipamente de reţea (hub-uri, switch-uri, rutere, puncte de

41

Adresarea unei resurse în Internet se face prin construcţii de forma

protocol://[servciu].nume_dns[.nume_local/cale/subcale/nume_document

Cererile sunt transmise de software-ul client HTTP, care este şi o altă denumire pentru

un browser web.

Altfel spus, protocolul HTTP este specializat în transferul unei pagini web între

browserul clientului şi serverul web care găzduieşte pagina respectivă. HTTP defineşte

exact formatul cererii pe care browserul o trimite, precum şi formatul răspunsului pe

care serverul i-l returnează. Conţinutul paginii este organizat cu ajutorul codului HTML

(Hyper Text Markup Language), dar regulile de transport al acesteia sunt stabilite de

protocolul http.

TELNET –este o aplicaţie destinată accesului, controlului şi depanării de la distanţă a

calculatoarelor şi a dispozitivelor de reţea. Acest protocol permite utilizatorului să se

conecteze la un sistem de la distanţă şi să comunice cu acesta printr-o interfaţă.

Folosind telnetul, comenzile pot fi date de pe un terminal amplasat la distanţe foarte

mari faţă de computerul controlat, ca şi când utilizatorul ar fi conectat direct la acesta.

TelNet asigură o conexiune logică între cele două echipamente: cel controlat şi cel

folosit ca terminal numită sesiune telnet.

FTP(File Transfer protocol) – este protocolul care oferă facilităţi pentru transferul

fişierelor pe sau de pe un calculator din reţea. De multe ori pentru această acţiune

utilizatorul este nevoit să se autentifice pe calculatorul de pe care doreşte să

încarce/descarce fişiere. Facilitatea cunoscută sub numele de anonymous ftp lucrează

cu un cont public implementat pe calculatorul gazdă, numit guest.

În general, când se iniţiază un transfer prin ftp trebuie precizate următoarele aspecte:

Tipul fişierului.- Se specifică maniera în care datele conţinute de un fişier vor fi aduse

într-un format transportabil prin reţea:

• fişiere ASCII – calculatorul care transmite fişierul îl converteşte din formatul local text

în format ASCII.

• fişiere EBCDIC – similar cu ASCII

• fişiere binare (binary) – fişierul este transmis exact cum este memorat pe

calculatorul sursă şi memorat la fel pe calculatorul destinaţie

• fişiere locale – folosite în mediile în care cel care transmite precizează numărul de

biţi/byte

Controlul formatului – se referă la fişierele text care sunt transferate direct către o

imprimantă:

Structura

Page 42: M10 - Reţele de calculatoare · echipamente periferice (imprimante, scannere etc) Conectivitatea este asigurată de echipamente de reţea (hub-uri, switch-uri, rutere, puncte de

42

Modul de transmitere care poate fi:

• Stream – fişierul este transferat într-o serie de bytes

• Bloc – fişierul este transferat bloc cu bloc, fiecare cu un header

• Comprimat – se foloseşte o schemă de comprimare a secvenţelor de bytes identici.

În timpul unui transfer prin ftp nu există nici un mecanism de negociere a

transmisiei.

MAIL(POŞTA ELECRONICĂ)

Toate programele specializate în poşta electronică funcţionează pe baza unor

protocoale de comunicaţie.

SMTP(Simple Mail transport Protocol) – Protocolul de transport simplu de e-mail – oferă

servicii de transmitere de mesaje peste TCP/IP şi suportă majoritatea programelor de e-

mail de pe Internet.

SMTP este un protocol folosit pentru a transmite un mesaj electronic de la un client la

un server de poştă electronică. După stabilirea conexiunii TCP la portul 25 (utilizat de

SMTP), calculatorul-sursă(client) aşteaptă un semnal de la calculatorul-receptor

(server). Serverul începe să emită semnale declarându-şi identitatea şi anunţând dacă

este pregătit sau nu să primească mesajul. Dacă nu este pregătit, clientul părăseşte

conexiunea şi încearcă din nou, mai târziu. Dacă serverul este pregătit să accepte

mesajul, clientul anunţă care este expeditorul mesajului şi care este destinatarul. Dacă

adresa destinatarului este validă, serverul dă permisiunea de transmitere a mesajului.

Imediat clientul îl trimite, iar serverul îl primeşte. După ce mesajul a fost transmis,

conexiunea se închide.

Pentru ca un client al serviciului de poştă electronică să primească un mesaj de la

serverul specializat în aceste tipuri de servicii, apelează fie la Post Office Protocol

(POP), fie la Internet Message Access Protocol (IMAP) Spre deosebire de POP (mai

vechi) care presupune că utilizatorul îşi va goli cutia poştală pe calculatorul personal la

fiecare conectare şi va lucra deconcectat de la reţea (off-line) după aceea, IMAP

păstrează pe serverul de e-mail un depozit central de mesaje care poate fi accesat on-

line de utilizator de pe orice calculator.

Protocolul DHCP (Dynamic Host Configuration Protocol) are scopul de a permite

calculatoarelor dintr-o reţea să obţină automat o adresă IP, printr-o cerere către serverul

DHCP. Serverul poate să furnizeze staţiei respective toate informaţiile de configurare

necesare, inclusiv adresa IP, masca de subreţea, default gateway, adresa serverului

DNS, etc.

Astfel, când serverul primeşte o cerere de la o staţie, selectează adresa IP şi un set de

informaţii asociate dintr-o mulţime de adrese predefinite care sunt păstrate într-o bază

Page 43: M10 - Reţele de calculatoare · echipamente periferice (imprimante, scannere etc) Conectivitatea este asigurată de echipamente de reţea (hub-uri, switch-uri, rutere, puncte de

43

de date. Odată ce adresa IP este selectată, serverul DHCP oferă aceste valori staţiei

care a efectuat cererea. Dacă staţia acceptă oferta, serverul DHCP îi împrumută adresa

IP pentru o perioadă, după care o regenerează.

Generarea adreselor IP prin serverul DHCP este o metodă utilizată pe scară largă în

administrarea reţelelor de mari dimensiuni.

Folosirea unui server DHCP simplifică administrarea unei reţele pentru că software-ul

ţine evidenţa adreselor IP. În plus, este exclusă posibilitatea de a atribui adrese IP

invalide sau duplicate.

Protocolul SNMP(Simple Network Manage Protocol) –permite administratorilor de

reţea gestionarea performanţelor unei reţele, identificarea şi rezolvarea problemelor

care apar, precum şi planificarea dezvoltărilor ulterioare ale reţelei.

SNMP are trei componente de bază:

Staţiile de administrare (Network Management Station) - pot fi oricare din

calculatoarele reţelei pe care se execută programele de administrare

Agenţii - dispozitivele administrate

Informaţiile de administrare ( Management Information Base) – colecţie de date

organizate ierarhic care asigură dialogul dintre staţia de administrare şi agenţi

Protocolul SNMP permite unei staţii de administrare să interogheze un agent cu privire

la starea obiectelor locale şi să le modifice, dacă este necesar. În plus, dacă un agent

sesizează că s-a produs un eveniment, trimite un raport către toate staţiile de

administrare care îl interoghează ulterior pentru a afla detalii despre evenimentul care a

avut loc.

Laborator 7 Protocoale TCP/IP

Competenţa 2. Analizează protocolul TCP/IP

Obiectivul/obiective vizate:

- vei fi capabil să prezinţi protocoale TCP/IP

Durata: 50 min

Tipul activităţii: Rezumare

Sugestii: activitatea se poate desfăşura individual sau pe grupe (2-4 elevi)

Page 44: M10 - Reţele de calculatoare · echipamente periferice (imprimante, scannere etc) Conectivitatea este asigurată de echipamente de reţea (hub-uri, switch-uri, rutere, puncte de

44

Sarcina de lucru: Pornind de la titlul activităţii „protocoale TCP/IP” consultaţi fişa de

documentare 7.1, sursele de Internet şi realizaţi un rezumat pe baza următoarelor

idei:

- definiţia protocolului

- tipurile de protocoale

- decrierea protocoalelor

Lecția 8 Cabluri și conectori utilizate în rețele

Cabluri şi conectori coaxiale

Acest material vizează competenţa / rezultat al învăţării : Utilizează componentele fizice utilizate în reţelele de date.

Cablul coaxial constă dintr-un miez de cupru, înconjurat de un înveliş izolator, apoi de un strat de ecranare format dintr-o plasă metalică şi de o cămaşă exterioară de protecţie (Fig 7.1.1.1). Ecranele protejează datele transmise prin cablu, eliminând zgomotul, astfel datele nu vor fi distorsionate. Miezul unui cablu coaxial transportă semnale electrice. Aceste semnale electrice reprezintă datele. Dacă miezul şi plasa de sârmă se ating, se produce un scurtcircuit. Acesta conduce la distrugerea datelor care circulă prin cablu. Cablul coaxial este destul de rezistent la interferenţe. Acesta a fost motivul pentru care cablul coaxial a fost utilizat în cazul distanţelor mari.

Tipuri de cablu coaxial:

Thicknet 10BASE5 – Cablu coaxial gros care a fost folosit in reţelistică şi funcţiona la viteze de 10 megabiţi pe secundă până la o distanţă maximă de 500 de metri.

Thinnet 10Base2 – Cablu coaxial subţire, care a fost folosit în reţelistică şi funcţiona la viteze de 10 megabiţi pe secundă până la o distanţă maximă de 185 de metri, după ce semnalul începea să se atenueze. Face parte din familia numită RG-58 şi are o impedanţă de 50 ohmi.

Thicknet 10BASE5 Thinnet 10BASE2

Fig. 7.1.1.1 Cabluri coaxiale

Page 45: M10 - Reţele de calculatoare · echipamente periferice (imprimante, scannere etc) Conectivitatea este asigurată de echipamente de reţea (hub-uri, switch-uri, rutere, puncte de

45

Conectori pentru cabluri coaxiale

Pentru conectarea la calculator se folosesc componente de conectare BNC (British Naval Connector) – pentru cablul coaxial Thinnet 10Base2.

a) Conectorul de cablu (Fig. 7.1.1.2) este sertizat la cele două capete ale cablului. b) Conectorul BNC-T (Fig. 7.1.1.3) cuplează placa de reţea din calculator la cablul

de reţea. c) Conector BNC bară (Fig. 7.1.1.4) conectează doua segmente de cablu coaxial

subţire. d) Terminatorul BNC (Fig. 7.1.1.5) se foloseşte la fiecare capăt al magistralei pentru

a absorbi semnalele parazite. Fără terminatoare o reţea de tip magistrală nu poate funcţiona.

Cabluri şi conectori torsadate (Twisted Pair)

Acest material vizează competenţa / rezultat al învăţării : Utilizează componentele fizice utilizate în reţelele de date.

Cablul torsadat este un tip de cablu, care în compoziţia sa conţine cupru. Se foloseşte în reţelele telefonice şi în majoritatea reţelelor Ethernet. Constă din două fire de cupru izolate, răsucite unul împrejurul celuilalt. O pereche de fire formează un circuit. Torsadarea oferă protecţie împotriva interferenţelor cauzate de celelalte perechi de fire din cablu. Perechile de fire de cupru sunt acoperite intr-o izolaţie de plastic codificată pe culori şi sunt torsadate împreuna. O izolaţie exterioară protejează fasciculul de perechi torsadate.

Funcţionare, anularea surselor de zgomot

La trecerea curentului printr-un fir de cupru, este creat un câmp magnetic în jurul firului. Fiecare circuit are doua fire, iar intr-un circuit cele doua fire au câmpuri magnetice de sens opus. Astfel se produce efectul de anulare a câmpurilor magnetice.

Tipuri de cablu torsadat:

Fig. 7.1.1.2 Conector de cablu BNC

Fig. 7.1.1.3 Conector BNC-T

Fig. 7.1.1..4 Conector

BNC bară

Fig. 7.1.1.5 Terminator BNC

Page 46: M10 - Reţele de calculatoare · echipamente periferice (imprimante, scannere etc) Conectivitatea este asigurată de echipamente de reţea (hub-uri, switch-uri, rutere, puncte de

46

Cablu torsadat neecranat (Unshielded twisted-pair - UTP) – Cablu care are patru perechi de fire (Fig. 7.1.2.1). Acest tip de cablu se bazează numai pe efectul de anulare obţinut prin torsadarea perechilor de fire care limitează degradarea semnalului cauzată de interferenţe electromagnetice (EMI) şi interferenţe în frecvenţa radio (RFI). UTP este cel mai folosit tip de cablu în reţele. Lungimea unui segment poate fi de maxim 100 m.

Cablu torsadat ecranat (Shielded twisted-pair - STP) – Fiecare pereche de fire este acoperită de o folie metalică pentru a ecrana şi mai bine zgomotul (Fig. 7.1.2.2). Patru perechi de fire sunt ulterior învelite într-o altă folie metalică. STP reduce zgomotele electrice din interiorul cablului. De asemenea reduce EMI şi RFI din exterior. Lungimea unui segment poate fi de maxim 100 m.

Standarde şi specificaţii

Standardul EIA/TIA 568 cuprinde specificaţiile cablului UTP referitor la cablarea clădirilor comerciale. EIA/TIA – Electronic Industries Association / Telecommunications Industries Association

1. Categoria 2 (CAT2) este certificat pentru transmisii de date de până la 4 Mbps (Megabiţi per secundă). Conţine patru perechi torsadate.

2. Categoria 3 (CAT3) este certificat pentru transmisii de date de până la 10 Mbps (Megabiţi per secundă). Conţine patru perechi torsadate.

3. Categoria 4 (CAT4) este certificat pentru transmisii de date de până la 16 Mbps (Megabiţi per secundă). Conţine patru perechi torsadate.

4. Categoria 5 (CAT5) este certificat pentru transmisii de date de până la 100 Mbps (Megabiţi per secundă). Conţine patru perechi torsadate.

5. Categoria 5e (CAT5e) este certificat pentru transmisii de date de până la 100 Mbps (Megabiţi per secundă). Conţine patru perechi torsadate. Are mai multe torsadări pe metru decât cel de categoria 5. Este descris de standardul EIA/TIA 568-B. Este cel mai folosit tip de cablu în zilele noastre.

6. Categoria 6 (CAT6) este certificat pentru transmisii de date de până la 1Gbps (Gigabiţi per secundă). Conţine patru perechi răsucite. Impune specificaţii mai stricte pentru interferenţe (crosstalk) şi zgomotul de fundal (system noise).

Fig. 7.1.2.3 Cablu torsadat în folie FTP

Fig. 7.1.2.2 Cablu torsadat ecranat STP

Fig. 7.1.2.1 Cablu torsadat neecranat UTP

Page 47: M10 - Reţele de calculatoare · echipamente periferice (imprimante, scannere etc) Conectivitatea este asigurată de echipamente de reţea (hub-uri, switch-uri, rutere, puncte de

47

7. Categoria 6A (CAT6A) este certificat pentru transmisii de date de până la 10 Gbps (Gigabiţi per secundă). Conţine patru perechi răsucite care pot avea un despărţitor central pentru a separa perechile din interiorul cablului.

Conectori şi prize folosite pentru UTP şi STP / FTP

Tipul de conector şi priză folosit pentru cablul UTP şi STP / FTP se numeşte 8 Position 8 Contact (8P8C). Chiar dacă denumirea de conector şi priză RJ-45 este greşită, noi o vom folosi pentru că denumirea este larg răspândită. Pentru cablul torsadat UTP folosim conectorul RJ-45 neecranat, pentru STP şi FTP folosim conectorul RJ-45 ecranat (Fig. 7.1.2.4).

Conectorul şi priza RJ-45 are 8 pini care fac legătura între firele cablului torsadat şi priza UTP care se află îngropată în echipamente, de exemplu: în plăci de reţea (Fig 7.1.2.5).

Conectorul RJ-45 nu este identic cu conectorul RJ-11! Chiar dacă la prima vedere arată la fel, între cele două tipuri de conectori există diferenţe mari.

Cleşte sertizor UTP - se foloseşte pentru montarea conectorului RJ-45 ecranat sau neecranat (Fig 7.1.2.6).

Punchdown tool (Crone tool)- se foloseşte pentru fixarea (fixarea) firelor torsadate în priza RJ-45 şi patch panel (Fig 7.1.2.6).

Pentru cablul torsadat STP şi FTP nu folosiţi conector RJ-45 neecranat! În acest caz ecranarea cablului se va comporta ca o antenă, care poate duce la distrugerea datelor care circulă prin cablu.

Fig. 7.1.2.5 Priză RJ-45 Fig. 7.1.2.4 Conectori RJ-45 ecranat şi neecranat

Fig. 7.1.2.6

Cleşte sertizor Punchdown tool

Page 48: M10 - Reţele de calculatoare · echipamente periferice (imprimante, scannere etc) Conectivitatea este asigurată de echipamente de reţea (hub-uri, switch-uri, rutere, puncte de

48

Montarea conectorului RJ-45 se face conform standardelor TIA/EIA-568A şi TIA/EIA-568B (Fig. 7.1.2.7).

Conectorii RJ-45 folosţi pentru terminarea cablurilor UTP conţin 8 găuri în care trebuie introduse cele 8 fire, apoi cu ajutorul unui cleşte de sertizat UTP se sertizează conectorul RJ-45. În dreptul fiecărei găuri din conectorul RJ-45 se află o lamelă metalică care iniţial este deasupra găurii, astfel încât firul intră uşor. În timpul acestui proces de sertizare lamela metalică din dreptul fiecărei găuri este apăsată şi străpunge firul, astfel se realizează contactul electric.

Trebuie acordată mare atenţie la detorsadarea firelor! Atunci când este îndepărtat manşonul de plastic cu ajutorul unui tăietor de cabluri şi sunt detorsadate perechile pentru a putea introduce firele în conector, trebuie avută mare grijă ca bucata de cablu detorsadat să fie cât mai mică. În caz contrar, va apărea o interferenţă între fire, generând crosstalk (diafonie). Trebuie tăiaţi cam 3-4 cm din manşon, apoi sunt detorsadate firele, sunt aranjate în ordinea dorită conform standardului, iar apoi cu ajutorul unor lame pe care le are cleştele de sertizat, sunt tăiate firele, lăsând cam 3/4 din lungimea conectorului RJ-45. În acest fel firele vor ajunge până în capătul conectorului RJ-45, asigurând un contact electric perfect, iar bucata detorsadată va fi aproape inexistentă, minimizând riscul apariţiei crosstalk-ului (Fig 7.1.2.8).

Fig. 7.1.2.7 Ordinea firelor în conectorul şi priza RJ-45 conform standardelor TIA/EIA 568A şi TIA/EIA 568B

Fig. 7.1.2.8

Conectare defectuasă – firele nu mai sunt răsucite pentru o

lungime prea mare.

Conectare bună – firele sunt de-răsucite doar pentru

porţiunea necesară sertizării.

Page 49: M10 - Reţele de calculatoare · echipamente periferice (imprimante, scannere etc) Conectivitatea este asigurată de echipamente de reţea (hub-uri, switch-uri, rutere, puncte de

49

Cabluri şi conectori de fibră optică (Fiber Optic)

În acest tip de cablu, fibrele optice transportă semnale de date digitale sub forma unui impulsuri luminoase modulate. Prin fibră optică nu se circulă semnale electrice, ca urmare, este un mod sigur pentru transport de date, deoarece datele nu pot fi interceptate.

Un cablu cu fibră optică, este format dintr-una sau mai multe fibre optice învelite intr-o teacă sau

cămaşă. Fibra optică este un conductor din sticlă sau plastic. Fibrele optice sunt alcătuite dintr-un

cilindru de sticlă, numit armatură.

Fiecare fibră de sticlă transmite semnalele într-o singură direcţie!

Funcţionare, anularea surselor de zgomot

Datorită faptului că este confecţionat din sticlă, cablul cu fibră optică nu este afectat de interferenţe electromagnetice sau interferenţe cu frecvenţe radio. Toate semnalele sunt convertite în impulsuri de lumină pentru a intra în cablu, si convertite înapoi în semnale electrice când părăsesc cablul. Un cablu cu fibră optică poate transmite semnale care sunt mai clare, ajung mai departe şi au o lăţime de banda mai mare decât cablurile de cupru sau alte cabluri metalice. Cablurile cu fibră optică pot străbate distanţe de câţiva kilometri înainte de a fi nevoie ca semnalul să fie regenerat.

Exista două tipuri de cabluri cu fibră optică (Fig 7.1.3.1):

Multimode – Cablul are un miez mai gros decât cablul single-mode. Este mai uşor de fabricat, poate folosi surse de lumină mai simple (LED-uri) şi funcţionează bine pe distanţe de câţiva kilometri sau mai puţin.

Single-mode – Cablul are un miez foarte subţire. Este mai greu de fabricat, foloseşte laser pentru semnalizare şi poate transmite semnale la distanţe de zeci de kilometri.

Fig. 7.1.3.1 Fire de fibră optică

Page 50: M10 - Reţele de calculatoare · echipamente periferice (imprimante, scannere etc) Conectivitatea este asigurată de echipamente de reţea (hub-uri, switch-uri, rutere, puncte de

50

Conectori folosite pentru fibră optică

Exista mai multe tipuri de conectori: SC, ST, LC, MT, MIC (FDDI) si FC (Fig 7.1.3.2). Aceste tipuri de conectori pentru fibra optică sunt half-duplex, ceea ce permite datelor să circule intr-o singură direcţie. Astfel, pentru comunicaţie este nevoie de două fire.

Laborator 8.1 Cabluri şi conectori coaxiale

Obiectivul/obiective vizate:

- La sfârşitul activităţii vei fi capabil să prezinţi cablurile coaxiale, caracteristicile lor şi cazurile în care se folosesc.

Durata: 20 minute

Tipul activităţii: Expansiune

Sugestii : activitatea se poate desfăşura individual sau pe grupe de 2-3 elevi

Sarcina de lucru: Realizaţi un eseu care să conţine informaţii despre cablurile coaxiale pe baza următoarelor idei: tipuri de cabluri coaxiale folosite în reţelistică, vitezele de transfer a cablurilor coaxiale şi distanţa maximă a unui segment de cablu coaxial. Timpul de lucru este de 30 minute iar dimensiunea eseului să fie aproximativ 1/2 de pagini.

Fig. 7.1.3.2 Conectori pentru fibră optică - SC, ST, LC, MT, MIC (FDDI), FC

SC ST LC

MT MIC FC

Page 51: M10 - Reţele de calculatoare · echipamente periferice (imprimante, scannere etc) Conectivitatea este asigurată de echipamente de reţea (hub-uri, switch-uri, rutere, puncte de

51

Pentru realizarea eseului consultaţi lecția 10 precum şi sursele de pe Internet.

Laborator 8.2 Cabluri şi conectori torsadate (Twisted Pair)

Obiectivul/obiective vizate:

- La sfârşitul activităţii vei fi capabil să descrii procesul de sertizare a cablurilor torsadate, cu conector RJ-45 conform standardelor TIA/EIA 568A şi TIA/EIA 568B.

Durata: 15minute

Tipul activităţii: Observare

Sugestii : activitatea se poate desfăşura frontal

Page 52: M10 - Reţele de calculatoare · echipamente periferice (imprimante, scannere etc) Conectivitatea este asigurată de echipamente de reţea (hub-uri, switch-uri, rutere, puncte de

52

Sarcina de lucru: Urmăriţi prezentarea realizată de cadrul didactic sau o prezentare multimedia, eventual un film la subiect.

Laborator 8.3 Cabluri şi conectori de fibră (Fiber Optic)

Obiectivul/obiective vizate:

- La sfârşitul activităţii vei fi capabil să prezinţi cablurile cu fibră optică, caracteristicile lor şi cazurile în care se folosesc.

Durata: 15 minute

Tipul activităţii: Expansiune

Sugestii : activitatea se poate desfăşura individual sau pe grupe de 2-3 elevi

Sarcina de lucru: Realizaţi un eseu care să conţină informaţii despre fibra optică pe baza următoarelor idei: tipuri de cabluri cu fibră optică folosite în reţelistică, vitezele de funcţionare a acestora şi distanţa maximă a unui segment de cablu cu fibră optică. Timpul de lucru este de 30 minute iar dimensiunea eseului să fie aproximativ 30 de rânduri.

Pentru realizarea eseului consultaţi Lecția 10 precum şi sursele de pe Internet.

Lecția 9 Echipamente utilizate în rețea

Plăci de reţea

Acest material vizează competenţa / rezultat al învăţării : Utilizează componentele fizice utilizate în reţelele de date.

Placa de reţea funcţionează ca interfaţă fizică între calculator şi cablul de reţea. Placa de reţea este instalată într-unul dintre sloturile de expansiune a fiecărui calculator, care este conectat la reţea. După ce placa de reţea a fost instalată la unul dintre sloturile de expansiune, se conectează cablul de reţea (placa de reţea Wireless nu necesită folosirea cablului de reţea).

Rolul plăcii de reţea

1. Pregăteşte datele din calculator pentru a fi transmise prin cablul de reţea 2. Transmite datele către alte calculatoare 3. Controlează fluxul de date dintre calculator şi cablul de reţea

Nivelul OSI în care funcţionează

Page 53: M10 - Reţele de calculatoare · echipamente periferice (imprimante, scannere etc) Conectivitatea este asigurată de echipamente de reţea (hub-uri, switch-uri, rutere, puncte de

53

O placă de reţea conţine circuite electronice (hardware) şi programe păstrate în memorii protejate la scriere (firmware). Aceste circuite şi programe împreună implementează funcţiile nivelului de legătură de date (Data Link) al modelului OSI. Fiecare placă de reţea are propria sa adresă MAC (Media Access Control address) pentru scopuri de identificare în reţea. Placa de reţea, este unic identificabil între toate dispozitivele de acest tip produse vreodată în lume prin ceea ce poartă numele de adresă MAC. Adresa MAC este inscripţionată la momentul fabricaţiei în chipul de memorie ROM al plăcii de reţea (Read-Only memory) al cărei conţinut nu poate fi modificat şi care se păstrează chiar dacă adaptorul nu este alimentat cu energie electrică). Adresa MAC constă într-o secvenţă numerică formată din 6 grupuri de câte 2 cifre hexadecimale (în baza 16) de tipul 00-0A-E4-A6-78-FB.

Tipuri de placi de reţea (Fig. 7.2.1)

a) Placă de reţea wired – ca purtător de date foloseşte semnale electronice prin cablu de reţea, corespunzător arhitecturii de reţea.

b) Placă de reţea wireless – ca purtător de date foloseşte unde radio. Pentru transmiterea şi recepţia datelor în reţea se foloseşte antenă.

Hub (Repetor multiport), componenta centrală a reţelei

Acest material vizează competenţa / rezultat al învăţării : Utilizează componentele fizice utilizate în reţelele de date.

Pe măsură ce semnalul traversează cablul, el se degradează şi se distorsionează (atenuează). În cazul în care cablul este destul de lung, atenuarea devine destul de mare, datele vor deveni necunoscute împiedicând comunicarea în reţea. Un repetor (Fig. 7.2.2.1) permite transportul semnalului pe o distanţă mai mare. De obicei un hub (Fig 7.2.2.2) conţine mai multe porturi, deci de fapt este un repetor multiport . Pe aceste

porturi putem conecta calculatoare sau alte echipamente de reţea cu ajutorul cablurilor

Fig. 7.2.1 Plăci de reţea wired (cu fir) şi wireless (fără

fir)

Fig. 7.2.2.1 Repetor – semn convenţional

Fig. 7.2.2.2 Hub - semn convenţional

Page 54: M10 - Reţele de calculatoare · echipamente periferice (imprimante, scannere etc) Conectivitatea este asigurată de echipamente de reţea (hub-uri, switch-uri, rutere, puncte de

54

de reţea. Hub-urile mai sunt denumite si concentratoare, deoarece au rolul unui punct central de conectare pentru un LAN.

Domeniu de coliziune (colision domain) - apare atunci când mai multe dispozitive împart acelaşi mediu de transmisie. Calculatoarele conectate la un hub alcătuiesc împreună un domeniu de coliziune, unde se ciocnesc (fenomenul de coliziune) pachetele trimise în acelaşi timp de către calculatoare.

Rolul unei hub

1. Primirea datelor (semnalelor electronice) pe unul dintre porturi 2. Regenerarea datelor (semnalelor electronice) distorsionate 3. Trimiterea datelor (semnalelor electronice) regenerate pe toate celelalte porturi

Acest proces înseamnă că tot traficul generat de un echipament conectat la hub, este trimis către toate celelalte echipamente conectate la hub de fiecare data când hub-ul transmite date. Dacă două calculatoare se decid să transmită în acelaşi timp, va apărea o coliziune în interiorul lui şi datele respective vor fi corupte. Astfel se generează o cantitate mare de trafic in reţea. Acest fapt va fi resimţit de către toate dispozitivele conectate la hub.

Nivelul OSI în care funcţionează

Un hub funcţionează la nivelul fizic (Physical Layer) din modelul OSI, regenerând semnalele din reţea şi retransmiţându-le pe alte segmente prin intermediul porturilor.

Pentru transmiterea datelor printr-un repetor, de pe un segment pe altul, pachetele şi protocoalele LLC (Logical Link Control) trebuie să fie identice pe ambele segmente. Aceasta înseamnă că un Hub nu permite comunicarea între reţele diferite, de exemplu între o reţea de tip Ethernet şi una Token Ring.

Switch (Bridge multiport), componenta centrală a reţelei

Acest material vizează competenţa / rezultat al învăţării : Utilizează componentele fizice utilizate în reţelele de date.

Un switch (Fig. 7.2.3.2 şi 7.2.3.3) permite transportul semnalului pe o distanţă mai mare. De obicei un switch conţine mai multe porturi. Pe aceste porturi putem conecta calculatoare sau alte echipamente de reţea cu ajutorul cablurilor de reţea.

Fig. 7.2.3.2 Switch – semn convenţional

Fig. 7.2.3.1 Bridge – semn convenţional

Page 55: M10 - Reţele de calculatoare · echipamente periferice (imprimante, scannere etc) Conectivitatea este asigurată de echipamente de reţea (hub-uri, switch-uri, rutere, puncte de

55

Graniţele dintre segmente pot fi definite folosind un bridge (Fig. 7.2.3.1). Bridge-ul are două porturi prin care se conectează la două cabluri de reţea. Un bridge este un echipament folosit pentru a filtra traficul de reţea între segmentele unui LAN. Bridge-urile păstrează în memorie informaţii despre toate echipamentele aflate pe fiecare segment cu care sunt conectate. Un bridge poate avea doar două porturi, conectând două segmente ale aceleiaşi reţele. Un switch se poate considera ca un bridge multiport. Un switch menţine o tabelă cu adresele MAC al calculatoarelor care sunt conectate la fiecare port. Când un cadru este primit pe un port, switch-ul compară informaţiile de adresă din cadru cu tabela sa de adrese MAC. Switch-ul determină ce port să folosească pentru a trimite cadrul mai departe.

Rolul unui switch

1. Verificarea adresei de sursă şi de destinaţie a fiecărui pachet care soseşte pe unul dintre porturi.

2. Transferul pachetelor mai departe în modul următor: dacă destinaţia apare în tabela de rutare, switch-ul transferă pachetele spre segmentul (portul) respectiv,

dacă destinaţia nu se regăseşte în tabela de rutare, switch-ul transmite pachetele către toate segmentele (porturile).

Segmentare - Mărirea numărului de domenii de coliziune care se poate realiza prin intermediul unui bridge sau switch. Acesta realizează filtrarea traficului, astfel încât calculatoarele aflate într-un domeniu de coliziune să poată comunica între ele nestânjenite de activitatea de pe alte domenii de coliziune. Acest proces înseamnă că traficul generat de un echipament conectat la switch este trimis spre toate celelalte echipamente, numai dacă destinaţia nu se regăseşte in tabela de rutare a switch-ului . Astfel se reduce cantitatea de trafic generată in reţea.

Nivelul OSI în care funcţionează

Switch-ul funcţionează la nivelul Legătură de date (Data Link) al modelului OSI, la subnivelul de Control al accesului la mediu (MAC – Media Access Control) . Din această cauză, toate informaţiile de pe nivelurile superioare ale modelului OSI le sunt inaccesibile şi ca urmare nu distrug protocoalele între ele. Switch-ul transferă toate protocoalele în reţea, astfel încât rămâne la latitudinea calculatoarelor să determine protocoalele pe care le recunosc.

Fig. 7.2.3.3 Switch

Page 56: M10 - Reţele de calculatoare · echipamente periferice (imprimante, scannere etc) Conectivitatea este asigurată de echipamente de reţea (hub-uri, switch-uri, rutere, puncte de

56

Router (Ruter), legături între reţele

Acest material vizează competenţa / rezultat al învăţării : Utilizează componentele fizice utilizate în reţelele de date.

În timp ce un switch conectează segmente ale unei reţele, routerele interconectează mai multe reţele. O reţea complexă necesită un dispozitiv care nu doar recunoaşte adresa fiecărui segment, ci determină şi cea mai bună cale (rută) pentru transmiterea datelor şi filtrarea traficului de difuzare pe segmentul local. Switch-urile folosesc adresele MAC pentru a transmite un cadru în interiorul unei reţele. Routerele folosesc adrese IP pentru a transmite cadrele către alte reţele. Pentru a putea trimite eficient un pachet de date către destinaţie, este nevoie să se cunoască “topologia” reţelei de comunicaţie. Acest lucru este realizat prin intermediul protocoalelor de rutare. Routerele schimbă permanent între ele informaţii despre topologia reţelei.

Un ruter poate fi un calculator care are instalat un software special sau poate fi un echipament special conceput de producătorii de echipamente de reţea (Fig 7.2.4.1, Fig. 7.2.4.2). Routerele conţin tabele de rutare cu adrese IP împreună cu căile optime către alte reţele destinaţie.

Rolul unui router

1. Determină adresa de destinaţie a pachetelor pe care le primeşte cu ajutorul unor tabele de rutare, care conţin următoarele informaţii:

a) Toate adresele cunoscute din reţea b) Modul de conectare la o altă reţea c) Căile (rutele) posibile între routere d) Costul transmiterii datelor pe aceste căi

2. Pe baza costului şi a căilor disponibile, routerul alege cea mai bună cale de transmitere a datelor şi transmite datele spre destinaţie.

Nivelul OSI în care funcţionează

Fig. 7.2.4.1 Router - semn convenţional

Fig. 7.2.4.2 Router

Page 57: M10 - Reţele de calculatoare · echipamente periferice (imprimante, scannere etc) Conectivitatea este asigurată de echipamente de reţea (hub-uri, switch-uri, rutere, puncte de

57

Routerele funcţionează la nivelul Reţea al modelului OSI. La acest nivel routerul poate comuta şi ruta (dirija) pachete între diferite reţele. Routerul citeşte informaţiile complexe de adresă din pachet. Routerul funcţionează la un nivel superior punţilor (bridge) în modelul OSI, deci are acces la informaţii suplimentare. Routerul poate comuta pachetele între diferite tipuri de reţele. Comunicaţia prin Internet se desfăşoară prin intermediul routerelor.

Wireless access point (Punct de acces fără fir), reţele fără cabluri

Acest material vizează competenţa / rezultat al învăţării : Utilizează componentele fizice utilizate în reţelele de date.

Punctele de acces fără fir (Fig. 7.2.5) fac posibilă echipamentelor care folosesc tehnologia wireless, să se conecteze la o reţea cablată. Aceste echipamente sunt: calculatoare desktop echipate cu placă de reţea wireless, calculatoare portabile (laptop), echipamente PDA, telefoane mobile cu tehnologie wireless încorporată. Punctele de acces wireless folosesc unde radio pentru a se comunica cu alte echipamente wireless sau alte puncte de acces wireless. Punctele de acces wireless sunt transparente, ceea ce înseamnă că un calculator poate să se comunice cu reţeaua cablată ca şi cum ar fi legat direct la reţeaua cablată prin cablu. Un punct de acces wireless are o rază de acoperire limitată. Obstacolele reduc aria de acoperire a punctelor de acces wireless. Pentru asigurarea unei acoperiri mai bune putem folosi mai multe puncte de acces wireless în aceeaşi reţea, sau putem folosi o antenă cu o putere mai mare de difuzare.

Modem ADSL şi modem de cablu, porţi spre internet

Acest material vizează competenţa / rezultat al învăţării : Utilizează componentele fizice utilizate în reţelele de date.

Un modem DSL (Fig. 7.2.6.1, 7.2.6.2) este un echipament care face posibil conectarea unui calculator sau router la o linie telefonică digitală DSL pentru scopul folosirii unui

Fig. 7.2.5 Wireless access point

Fig. 7.2.6.1 Modem semn convenţional

Fig. 7.2.6.2 Modem DSL

Page 58: M10 - Reţele de calculatoare · echipamente periferice (imprimante, scannere etc) Conectivitatea este asigurată de echipamente de reţea (hub-uri, switch-uri, rutere, puncte de

58

serviciu ADSL. Ca şi un modem obişnuit şi modemul DSL este un transceiver (transmitter – receiver = transmiţător - receptor). Cu ajutorul acestui echipament putem să conectăm un calculator, sau o reţea LAN la internet. Pentru conectarea unui modem DSL cu calculatorul, putem folosi o conexiune prin USB sau Ethernet. Într-o linie DSL rata de transfer pentru download este mult mai mare decât rata de transfer pentru upload, de exemplu, 8 Mbit/sec. download şi 1 Mbit/sec. upload.

DSL modem / router sau Residental gateway – modem inteligent, care poate partaja serviciul ADSL cu mai multe calculatoare sau cu o reţea întreagă. Un astfel de modem ADSL poate fi folosit în scopul conectării pe internet, acasă sau la birou şi de obicei conţine şi un firewall pentru protejarea reţelei LAN şi a calculatoarelor.

DSLAM (Digital Subscriber Line Access Multiplexer) - pentru a pune datele de download si de upload pe o linie DSL este nevoie de două tipuri de echipamente: un modem ADSL la client si un system terminator pentru modemul ADSL (DSLAM) la provider (Fig. 7.2.6.3).

Un modem de cablu (Fig. 7.2.6.1, Fig. 7.2.6.4) este folosit pentru conectarea unui calculator sau a unei reţele la internet. Modemul de cablu foloseşte reţeaua companiei de televiziune prin cablu. Toate modemurile de cablu conţin : un tuner, un demodulator, un modulator, un dispozitiv de control al accesului la mediu (MAC) si un microprocesor. Pentru conectarea unui modem de cablu la calculator, putem folosi conexiunea prin USB sau Ethernet.

Fig. 7.2.6.3 Conectarea utilizatorilor DSL la ISP, prin intermediul unui DSLAM

Page 59: M10 - Reţele de calculatoare · echipamente periferice (imprimante, scannere etc) Conectivitatea este asigurată de echipamente de reţea (hub-uri, switch-uri, rutere, puncte de

59

CMTS (cable modem termination system) - pentru a pune datele de download si de upload pe un cablu de televiziune este nevoie de două tipuri de echipamente: un modem de cablu la client si un system terminator pentru modemul de cablu (CMTS) la provider (Fig. 7.2.6.5).

Echipamente multifuncţionale

Acest material vizează competenţa / rezultat al învăţării : Utilizează componentele fizice utilizate în reţelele de date.

Există echipamente de reţea, care au mai multe funcţii. Aceste echipamente înglobează funcţiile mai multor echipamente de reţea cum ar fi: modem ADSL, router, bridge, switch, wireless access point (Fig. 7.2.7.1). Este mult mai convenabil să cumpăraţi şi să configuraţi un singur echipament care deserveşte mai multe scopuri decât să utilizaţi un echipament separat pentru fiecare funcţie. Aceste echipamente sunt recomandate pentru reţeaua de acasă şi pentru birouri mai mici cu câteva calculatoare.

Fig. 7.2.6.5 Conectarea utilizatorilor de cablu Tv la ISP, prin intermediul unui CMTS

Fig. 7.2.6.4 Modem CABLU

Fig. 7.2.7.1 Echipament multifuncţional

Page 60: M10 - Reţele de calculatoare · echipamente periferice (imprimante, scannere etc) Conectivitatea este asigurată de echipamente de reţea (hub-uri, switch-uri, rutere, puncte de

60

Laborator 9

Plăci de reţea

Obiectivul/obiective vizate:

- La sfârşitul activităţii vei fi capabil să identifici interfeţele plăcilor de reţea.

Durata: 10 minute

Tipul activităţii: Potrivire

Sugestii : activitatea se poate desfăşura individual sau pe grupe

Sarcina de lucru: Analizaţi imaginile de mai jos şi potriviţi numerelor din tabel următoarele cuvinte: port RJ-45, conector pentru antenă, leduri indicatoare de funcţionare link/act, antenă wireless

Pentru completarea tabelului consultaţi Fişa de documentare 7.2.1 precum şi sursele de pe Internet.

Plăci de reţea

Obiectivul/obiective vizate:

1

2

3

4

3

2

1

4

Page 61: M10 - Reţele de calculatoare · echipamente periferice (imprimante, scannere etc) Conectivitatea este asigurată de echipamente de reţea (hub-uri, switch-uri, rutere, puncte de

61

- La sfârşitul activităţii vei fi capabil să identifici placa de reţea potrivită unei situaţii date.

Durata: 10 min

Tipul activităţii: Problematizare

Sugestii : activitatea se poate desfăşura individual sau pe grupe de 2-3 elevi

Sarcina de lucru: Rezolvaţi urătoarea problemă:

Într-o firmă s-a cumpărat un calculator nou. Firma are o reţea locală, la care trebuie conectat şi calculatorul nou cumpărat. Pentru alegerea plăcii de reţea potrivită, informaticianul trebuie să ia în calcul mai multe criterii de selecţie. Dacă voi aţi fi în locul informaticianului, ce tip de placă de reţea aţi alege?

Pentru realizarea activităţii consultaţi lecția 11 precum şi sursele de pe Internet.

Hub (Repetor multiport), componenta centrală a reţelei

Obiectivul/obiective vizate:

- La sfârşitul activităţii vei fi capabil să identifici un echipament de reţea (hub) şi s-o utilizezi pentru diferite scopuri.

Durata: 15 min

Tipul activităţii: Problematizare

Sugestii : activitatea se poate desfăşura individual sau pe grupe de 2-3 elevi

Sarcina de lucru: Rezolvaţi urătoarea problemă:

O firmă deţine trei calculatoare care sunt aranjate într-un birou. Toate cele trei calculatoare sunt echipate cu placi de reţea Ethernet cu porturi RJ-45. La una dintre calculatoare este instalat o imprimantă la care ar trebui să aibă acces şi celelalte două calculatoare aflate în birou. Firma decide construirea unei reţele LAN, dar are un buget

Page 62: M10 - Reţele de calculatoare · echipamente periferice (imprimante, scannere etc) Conectivitatea este asigurată de echipamente de reţea (hub-uri, switch-uri, rutere, puncte de

62

foarte mic. Cum puteţi rezolva problema construirii unui reţele locale, ce fel de echipament cumpăraţi pentru interconectarea calculatoarelor. Motivează alegerea făcută!

Pentru realizarea activităţii consultaţi lecția 11 precum şi sursele de pe Internet.

Switch (Bridge multiport), componenta centrală a reţelei

Obiectivul/obiective vizate:

- La sfârşitul activităţii vei fi capabil să identifici porturile şi ledurile indicatoare a unui switch.

Durata: 15 minute

Tipul activităţii: Potrivire

Sugestii : activitatea se poate desfăşura individual sau pe grupe

Sarcina de lucru: Analizaţi imaginile de mai jos şi potriviţi numerelor din tabel următoarele cuvinte: leduri indicatoare de funcţionare link/act, porturi RJ-45

1

2

Pentru completarea tabelului consultaţi lecția 11 precum şi sursele de pe Internet.

2 1

Page 63: M10 - Reţele de calculatoare · echipamente periferice (imprimante, scannere etc) Conectivitatea este asigurată de echipamente de reţea (hub-uri, switch-uri, rutere, puncte de

63

Lecția 10 Interconectarea echipamentelor de reţea

Acest material vizează competenţa / rezultat al învăţării : Utilizează componentele fizice utilizate în reţelele de date.

Reţelele de calculatoare au ca scop primar interconectarea echipamentelor de reţea pentru asigurarea comunicării între ele. Pentru interconectare se folosesc în majoritate cabluri torsadate ecranate sau neecranate (STP, FTP sau UTP) şi conectori RJ-45. S-au creat şi sunt aplicate anumite standarde atât în ceea ce priveşte culoarea celor 8 fire, dar şi ordinea de dispunere a acestora. Aceste standarde sunt consacrate în literatura de specialitate drept TIA/EIA 568A şi TIA/EIA 568B. Pentru interconectarea echipamentelor de reţea folosim unul dintre cele două standarde. Cele mai multe reţele sunt cablate în conformitate cu standardul TIA/EIA 568B (în Europa). Cablurile UTP / STP / FTP folosesc doar patru fire din cele opt disponibile pentru transmiterea şi recepţia datelor în reţea. Cele patru fire folosite pentru recepţia şi transmisia datelor sunt: portocaliu, portocaliu-alb, verde, verde-alb. Pinii folosiţi la transmiterea datelor sunt pinii 1 şi 2, în timp ce pinii 3 şi 6 sunt utilizaţi pentru recepţia informaţiei. Deci se folosesc două fire pentru transmisie (Tx+ şi Tx-) şi două pentru recepţie (Rx+ şi Rx-).

Firele de Tx şi firele de Rx trebuie să facă parte din aceeaşi pereche de fire!!! Prima pereche ajunge pe pinii 1 şi 2, iar a doua pereche pe pinii 3 şi 6. Dacă nu este respectat standardul există marele risc ca cele două fire folosite pentru Rx sau Tx să nu facă parte din aceeaşi pereche, moment în care torsadarea nu mai este practic folosită şi nu se vor mai anula câmpurile electrice generând interferenţe serioase. Patchcord – denumirea universală a cablurilor pentru interconectarea echipamentelor de reţea. Un patchcord este de fapt un cablu torsadat ecranat sau neecranat cu conectori RJ-45. Un patchcord poate să fie de 3 feluri, în funcţie de dispunerea firelor la cele două capete, cu fiecare dintre tipuri destinate conexiunilor între anumite echipamente.

a) Straight-through cable (cablul direct) - este cel mai des utilizat tip de cablu în reţele locale pentru interconectarea echipamentelor de reţea. Distribuţia firelor, pe culori, la cele două capete ale unui asemenea cablu, este prezentată în figura de mai jos (Fig. 7.3.1).

b) Cross-over cable (cablul inversor)- dacă inversăm la cele două capete ale unui patch-cord firele corespunzătoare pinilor folosiţi pentru transmisie, respectiv recepţie, obţinem un cablu cross-over. Acest cablu inversează pinii 1 şi 2 cu pinii

Fig. 7.3.1 Ordinea firelor într-un cablu Straight-Through (cablu direct)

Page 64: M10 - Reţele de calculatoare · echipamente periferice (imprimante, scannere etc) Conectivitatea este asigurată de echipamente de reţea (hub-uri, switch-uri, rutere, puncte de

64

3 şi 6. Pinul 1 ajunge în cealaltă parte la pinul 3 şi pinul 2 la pinul 6. Acest cablu se realizează făcând un conector pe standardul A şi una pe standardul B, practic se inversează perechile portocaliu cu verde (7.3.2).

c) Rollover cable – (Cablu consolă) dacă dispunem firele la celălalt capăt în ordine inversă, obţinem un cablu rollover. Este un tip de cablu null-modem care este des folosit pentru conectarea unui calculator cu portul consolă a unui router (Fig. 7.3.3).

Cablurile straight-through sunt folosite la interconectarea echipamentelor de categorii diferite, de exemplu calculatorul şi hub-ul / switch-ul.

Cablurile crossover conecteză echipamente similare, de exemplu calculator cu calculator. Un calculator foloseşte pinii 1 şi 2 ai conectorului pentru a transmite date, respectiv pinii 3 şi 6 pentru recepţia informaţiilor. Pentru a putea comunica între ele, două calculatoare interconectate doar printr-un cablu UTP necesită inversarea la cele două capete ale patchcord-ului a pinilor de transmisie cu cei destinaţi recepţiei. De aceea, în cazul unui asemenea aranjament, se folosesc cabluri crossover, care inversează pinul 1 cu pinul 3, respectiv pinul 2 cu pinul 6.

Exemple pentru interconectarea echipamentelor de reţea (Fig 7.3.4):

Fig. 7.3.2 Ordinea firelor într-un cablu Cross-Over (cablu inversor)

Fig. 7.3.3 Ordinea firelor într-un cablu Rollover (cablu consolă)

Page 65: M10 - Reţele de calculatoare · echipamente periferice (imprimante, scannere etc) Conectivitatea este asigurată de echipamente de reţea (hub-uri, switch-uri, rutere, puncte de

65

Fig. 7.3.4 Moduri corecte pentru interconectarea echipamentelor de reţea folosind diferite tipuri de cabluri patch

PC CROSSOWER PC

PC STRAIGHT-THROUGH SWITCH PC

PC STRAIGHT-THROUGH HUB

SWITCH CROSSOWER SWITCH

SWITCH STRAIGHT-THROUGH ROUTER

SWITCH CROSSOWER HUB

Page 66: M10 - Reţele de calculatoare · echipamente periferice (imprimante, scannere etc) Conectivitatea este asigurată de echipamente de reţea (hub-uri, switch-uri, rutere, puncte de

66

MDI / MDI-X (Medium dependent interface / Medium dependent interface crossover) - Unele dintre hub-urile / switch - urile de ultimă generaţie acceptă ambele tipuri de cabluri (straight-through şi crossover), indiferent de echipamentul la care se conectează, autoconfigurându-se corespunzător. Tehnologia folosită care face posibilă autoconfigurarea se numeşte MDI / MDI-X.

Port consolă - echipamentele inteligente de reţea (categorie în care intră switch-urile şi ruter-ele) sunt echipate cu un port "consolă", prin intermediul căruia se face posibilă configurarea echipamentului folosindu-se un laptop sau un desktop şi un program gen Hyperterminal. O asemenea conexiune presupune folosirea unui cablu de tip rollover.

Convertoare media - Convertoarele media reprezintă o soluţie ideală atunci când într-un sistem de comunicaţii avem nevoie de conversie de la un mediu de transmisie la altul. Convertoarele de la UTP la fibră optică realizează conversia de la semnale electronice la semnale optice sau invers. Aceasta reprezintă o metodă foarte avantajoasă atunci când se doreşte mărirea distanţei de transmisie. Prin conversia la fibră optică, datele ethernet pot fi transmise pe distanţe de până la zeci de kilometri, fără a necesita regenerarea semnalului.

Laborator 10 Interconectarea echipamentelor de reţea

Obiectivul/obiective vizate:

- La sfârşitul activităţii vei fi capabil să identifici cele două tipuri de patchcord-uri folosite pentru interconectarea echipamentelor de reţea.

Durata: 10 minute

Tipul activităţii: Potrivire

Sugestii : activitatea se poate desfăşura individual sau pe grupe

Sarcina de lucru: Analizaţi imaginile din tabel şi potriviţi fiecărei următoarele denumiri: Straight-through cable, Cross-over cable

Page 67: M10 - Reţele de calculatoare · echipamente periferice (imprimante, scannere etc) Conectivitatea este asigurată de echipamente de reţea (hub-uri, switch-uri, rutere, puncte de

67

Lecția 11 Configurarea unei plăci de reţea

Acest material vizează competenţa / rezultat al învăţării : Utilizează componentele fizice utilizate în reţelele de date şi Realizează conectarea unei reţele de date la internet.

Pentru conectarea unui calculator la o reţea LAN, folosim placa de reţea. Placa de reţea poate să fie placă wired (cablat) sau placă wireless (fără fir).

O placă de reţea poate să fie parte integrantă a plăcii de bază sau poate să fie de sine stătătoare şi montată într-una dintre sloturile de extensie a plăcii de bază. Deci placa de reţea poate să fie internă sau externă.

Placa de reţea necesită instalarea unui driver, care face posibilă comunicarea plăcii de reţea cu sistemul de calcul. Acest driver se poate instala de pe discul de instalare care soseşte împreună cu placa de reţea, sau se poate descărca de pe pagina web a producătorului plăcii de reţea.

Câteodată un producător va publica noi drivere software pentru placa de reţea. Un driver nou poate să sporească funcţionalitatea unei plăci de reţea, sau poate fi necesar pentru compatibilitatea cu un sistem de operare. Pentru instalarea driverelor noi parcurgeţi paşii următori:

1. Verificaţi tipul pachetului de instalare. Daca este un fişier executabil rulaţi-l şi instalarea sau actualizarea se va desfăşura automat. După instalare reporniţi calculatorul.

2. Dacă nu deţineţi un astfel de fişier executabil, deschideţi Device manager-ul, selectaţi placa de reţea şi Update driver şi urmăriţi paşii care apar pas cu pas. După ce instalarea se va termina, reporniţi calculatorul.

3. Verificaţi instalarea corectă a driver-ului in Device manager.

Pentru conectarea calculatorului la o reţea LAN, sunt necesare următoarele informaţii:

a) adresa de IP (IP address) b) mască de reţea (Network Mask) c) adresa de Gateway (Gateway Address) d) adresa de DNS (DNS Address)

Conectaţi cablul de reţea înainte de a seta adresele necesare. Verificaţi LED-urile sau indicatoarele de legătură a plăcii de reţea. In cazul în care în reţea exista un server DHCP, configurarea adreselor va fi automată. Dacă nu exista server DHCP, configuraţia trebuie făcută individual.

Adresa de IP trebuie să fie unică în reţea, altfel vor apărea conflicte de adrese IP care conduc la împiedicarea comunicării în reţea.

Page 68: M10 - Reţele de calculatoare · echipamente periferice (imprimante, scannere etc) Conectivitatea este asigurată de echipamente de reţea (hub-uri, switch-uri, rutere, puncte de

68

Pentru setarea adreselor necesare, navigaţi la setările de adresare a plăcii de reţea şi setaţi adresele necesare - Control Panel - Network Connections - Local Area Connection – selectaţi conexiunea dorită, interfaţa selectată să fie cea a plăcii de reţea care a fost instalată mai înainte – Properties – General – Internet protocol (TCP/IP) – Proprieties – General şi completaţi câmpurile cerute (Fig. 8.1.1).

Pentru a verifica conectivitatea, urmăriţi paşii:

1. Deschideţi un Command Prompt 2. Introduceţi comanda ipconfig. Verificaţi dacă setările efectuate de

dumneavoastră sau primite de la un server DHCP apar corect. 3. Folosiţi comanda PING pentru a testa conectivitatea (ping adresa_de_ ip_a_

unui_calculator_conectată_în_aceeaşi_reţea_LAN) (Fig. 8.1.2)

Fig. 8.1.1 Panou de setare a adreselor IP

Page 69: M10 - Reţele de calculatoare · echipamente periferice (imprimante, scannere etc) Conectivitatea este asigurată de echipamente de reţea (hub-uri, switch-uri, rutere, puncte de

69

Laborator 11 Configurarea unei conexiuni PPPoE

Acest material vizează competenţa / rezultat al învăţării : Utilizează componentele fizice utilizate în reţelele de date şi Realizează conectarea unei reţele de date la internet.

Pentru a se conecta o reţea LAN cu alte reţele, sau pentru conectarea unui reţele locale sau a unui calculator la internet, trebuie sa luăm în considerare diferite tipuri de conexiuni:

a) Conexiune prin operator de cablu tv b) Conexiune prin linii telefonice analogice sau digitale c) Conexiune prin conexiuni wireless sau satelit

Diverse servicii oferă diverse viteze şi niveluri de servicii. Pentru a realiza orice fel de conexiune, trebuie folosită un echipament care ţine legătura cu ISP (Internet Service Provider). Cea mai populară conexiune pentru conectarea unui calculator la internet a fost conexiunea Dial-Up. Această conexiune necesită o linie telefonică analogică şi un echipament care converteşte semnalele digitale în semnale analogice şi invers (Modem – Modulator/Demodulator). Viteza de transfer al unui astfel de conexiuni este foarte mică.

În loc de conexiuni Dial-Up (prin linie telefonică analogică) lente avem posibilitatea să optăm pentru o conexiune cu transfer de rată ridicată folosind linie telefonică digitală ADSL şi modem ADSL.

Broadband - este o tehnică utilizată în transmisia şi recepţia semnalelor multiple care utilizează mai multe frecvenţe pe un singur cablu, de exemplu internet şi telefonie pe acelaşi cablu.

PPPoE (point-to-point protocol over Ethernet) - este un protocol de reţea pentru încapsularea cadrelor PPP (Point to Point Protocol) în cadre Ethernet. Este folosit mai ales pentru servicii broadband, cum ar fi DSL. PPPoE înseamnă o conexiune punct la punct, client-server, peste o conexiune Ethernet existentă. Protocolul PPPoE este un

Fig. 8.1.2 Rezultatul dat de comanda ping în cazul unui conexiuni funcţionale

Page 70: M10 - Reţele de calculatoare · echipamente periferice (imprimante, scannere etc) Conectivitatea este asigurată de echipamente de reţea (hub-uri, switch-uri, rutere, puncte de

70

protocol ce permite simularea unei conexiuni tip Dial-Up peste o conexiune Ethernet prin linie telefonică digitală.

Avantajele PPPoE

a) Accesul utilizatorilor la internet folosind nume de utilizator şi parolă individuală.

b) Alocarea dinamică a adreselor IP de către serverele PPPoE al ISP-ului.

c) Înlăturarea utilizării nelegitime a adreselor IP.

d) Contorizarea traficului făcut de către utilizatori individuali.

e) Sistemele de operare au suport pentru conectarea la reţeaua PPPoE.

Realizarea conexiunii PPPoE

Înainte de a parcurge paşii următori, aveţi nevoie mai întâi de un cont cu un furnizor de servicii Internet (ISP). Pentru DSL furnizorul de servicii Internet este de obicei o firmă de telefonie.

1. Conectarea modemului ADSL şi a calculatorului cu ajutorul unui cablu de reţea (Patch cord) sau USB.

2. Conectarea liniei telefonice la portul etichetat “DSL” (WAN, Internet) a modemului ADSL folosind conector RJ-11.

3. Conectarea cablului de alimentare a modemului ADSL.

4. Rularea aplicaţiei de instalare şi configurare a modemului ADSL (se livrează împreună cu modemul ADSL) sau intrarea pe pagina de administrare a

modemului ADSL (in cazul în care avem modem cu posibilitate de configurare prin interfaţă web) şi setarea parametrilor necesari. Configurarea conexiunii poate fi realizată şi cu Expertul de conectare la Internet a sistemului de operare (Fig. 8.2.1).

Fig. 8.2.1 Panou de selectare a tipului conexiunii cuprinzând şi conexiunea

prin PPPoE

Page 71: M10 - Reţele de calculatoare · echipamente periferice (imprimante, scannere etc) Conectivitatea este asigurată de echipamente de reţea (hub-uri, switch-uri, rutere, puncte de

71

5. Introducerea datelor de autentificare: nume de utilizator şi parolă, sau a altor date (dacă este cazul) necesare pentru realizarea conexiunii (Fig. 8.2.2).

Finalizarea configurării şi testarea conexiunii cu comanda ping, sau deschizând o pagină de web în browser-ul calculatorului.

Lecția 12 Configurarea unei conexiuni wireless

Acest material vizează competenţa / rezultat al învăţării : Utilizează componentele fizice utilizate în reţelele de date şi Realizează conectarea unei reţele de date la internet.

Sintagma „wireless” (fără fir) poate crea confuzii, inducând ideea existenţei unei reţele fără cabluri, prin intermediul căreia sunt interconectate calculatoarele şi echipamentele de reţea. În realitate, acest lucru nu este adevărat. Majoritatea reţelelor fără fir, comunică fără fir cu o reţea hibridă, care foloseşte şi cabluri.

Avantajele folosirii reţelelor fără fir:

a) Conexiuni temporare la o reţea cablată existentă cu ajutorul unui echipament fără fir.

b) Realizarea conexiunilor de rezervă pentru o reţea deja existentă. c) Existenţa unui anumit grad de portabilitate. d) Posibilitatea extinderii reţelelor dincolo de limitele impuse de cabluri.

Fig. 8.2.2 Panou pentru setare a parametrilor de autentificare pentru conexiunea PPPoE

Page 72: M10 - Reţele de calculatoare · echipamente periferice (imprimante, scannere etc) Conectivitatea este asigurată de echipamente de reţea (hub-uri, switch-uri, rutere, puncte de

72

Există situaţii în care este recomandată folosirea reţelelor fără fir:

a) În birouri, sau acasă unde cablarea este nedorită. b) În spaţii sau clădiri izolate, unde cablarea este dificilă. c) În clădiri unde configuraţia fizică a calculatoarelor se modifică frecvent.

În reţelele locale cea mai utilizată tehnologie fără fir se consideră tehnologia WiFi. Definirea tehnologiei WiFi este descrisă în standardele 802.11x.

a) 802.11a: Anunţat in anul 1999, frecventa de lucru: 5.15-5.35/5.47-5.725/5.725-5.875GHz, rata (medie): 25Mbps, rata maxima: 54Mbps, suprafata interioară şi exterioară de acoperire: ~25 metri - ~75 metri.

b) 802.11b: Funcţional din anul 1999, frecvenţa de lucru: 2.4-2.5GHz, rata (medie): 6.5 Mbps, rata maximă: 11Mbps, suprafaţa interioară si exterioară de acoperire: ~35 metri - ~100 metri.

c) 802.11g: Utilizat din anul 2003, frecvenţa de lucru: 2.4-2.5GHz, rata (medie): 25Mbps, rata maximă: 54Mbps, suprafaţa interioară si exterioară de acoperire: ~25 metri - ~75 metri.

d) 802.11n: Cea mai recentă tehnologie, frecvenţa de lucru: 2.4GHz sau 5GHz, rata (medie): 200Mbps, rata maximă: 540Mbps, suprafaţa de acoperire: ~50 metri - ~125 metri.

O reţea fără fir se comportă la fel ca o reţea cablată, cu excepţia că mediul fizic de transmisie constă din unde radio. Reţelele fără fir pot opera în modul Ad Hoc sau Infrastructură.

Ad Hoc – reţea fără fir în care sunt interconectate calculatoare sau alte echipamente (de exemplu telefoane mobile, dispozitive PDA) cu capabilităţi fără fir. O reţea configurată in modul Ad Hoc, nu necesită echipamente specializate pentru interconectarea calculatoarelor. Reţelele fără fir configurate în modul Ad Hoc, funcţionează similar reţelelor peer-to-peer. Poate suporta un număr limitat de calculatoare, performanţele reţelei scad cu fiecare calculator adăugat în reţea.

Infrastructure - reţea fără fir în care sunt interconectate calculatoare sau alte echipamente (de exemplu telefoane mobile, dispozitive PDA) cu capabilităţi fără fir. O reţea configurată in modul infrastructură, necesită echipamente specializate pentru interconectarea calculatoarelor. Reţelele fără fir configurate în modul infrastructură funcţionează similar reţelelor client-server.

Dacă aveţi posibilitatea este recomandat folosirea reţelei fără fir în modul infrastructură. Avantajele modului infrastructură sunt:

Page 73: M10 - Reţele de calculatoare · echipamente periferice (imprimante, scannere etc) Conectivitatea este asigurată de echipamente de reţea (hub-uri, switch-uri, rutere, puncte de

73

a) Poate suporta un număr semnificativ mai mare de dispozitive (calculatoare, PDA-uri, telefoane mobile etc.) faţă de modul Ad Hoc.

b) Putem sa extindem reţeaua (raza de acoperire) cu adăugarea unor noi puncte de acces (Access Point).

c) Securitatea reţelei creşte semnificativ.

Pentru realizarea unei reţele fără fir avem nevoie de un Access Point şi de echipamente cu capabilităţi de conectare wireless. La selectarea plăcii de reţea fără fir pentru fiecare calculator, se ţine cont de tipul de reţea instalată. Există incompatibilitate între diferitele tipuri de reţele.

a) standardele 802.11n sunt compatibile cu 802.11n, 802.11g, 802.11b b) standardele 802.11g sunt compatibile cu 802.11g, 802.11b c) standardele 802.11b sunt compatibile cu 802.11b d) standardele 802.11a sunt compatibile cu 802.11a

Placa de reţea poate să fie ori internă ori externă (de tip PCI, Pci Express, Usb, PcCard, Express Bus). Ca şi în cazul reţelelor cablate, trebuie să stabilim adresele IP necesare. Setările IP necesare plăcii de reţea fără fir sunt acelaşi ca şi în cazul plăcii de reţea cablată: adresă de IP unică în reţea, mască de reţea, default gateway IP, Dns server IP.

Lângă datele de adresare TCP/IP, în reţelele fără fir trebuiesc efectuate şi alte setări.

SSID (Security Set Identifier) sau Wireless Network Name este numele asociat reţelei wireless (Fig. 8.3.1). SSID este un cod care defineşte apartenenţa la un anumit punct de acces fără fir. Toate dispozitivele fără fir care vor să comunice într-o reţea trebuie să aibă SSID-ul setat la aceeaşi valoare cu valoarea SSID-ului punctului de acces fără fir pentru a se realiza conectivitatea. Un punct de acces îşi transmite SSID-ul la fiecare câteva secunde spre dispozitivele aflate în aria de acoperire.

Page 74: M10 - Reţele de calculatoare · echipamente periferice (imprimante, scannere etc) Conectivitatea este asigurată de echipamente de reţea (hub-uri, switch-uri, rutere, puncte de

74

Wireless Channel - Putem seta unul din cele 13 canale disponibile pentru Europa, sau optăm pentru selectare automată. Cu selectarea canalului corespunzător putem să îmbunătăţim calitatea conexiunii.

Setări de securitate – când ne conectăm la o reţea fără fir securizat, trebuie să ne autentificăm. Pentru securizarea reţelei putem folosi WEP sau WPA (Fig. 8.3.2).

Pentru realizarea unui conexiuni fără fir funcţională, echipamentele din reţea trebuie să folosească metode identice de autentificare şi criptare.

Fig. 8.3.1 Panou de informaţii cu privire la starea unui conexiuni wireless

Fig. 8.3.2 Panou de informaţii care afişează modul de securitate şi tipul criptării a unui conexiuni wireless

Page 75: M10 - Reţele de calculatoare · echipamente periferice (imprimante, scannere etc) Conectivitatea este asigurată de echipamente de reţea (hub-uri, switch-uri, rutere, puncte de

75

Instalarea driverelor pentru placa de reţea fără fir, configurarea parametrilor de adresare IP şi configurarea parametrilor de conexiune fără fir (modul de conectare, SSID, Wireless Channel number, criptare) sunt paşii care trebuie aplicaţi în cazul interconectării unui calculator cu reţeaua fără fir. De obicei pachetul plăcii de reţea conţine şi un utilitar de instalare şi configurare. Executând utilitarul putem să instalăm, configurăm şi conectăm calculatorul la o reţea fără fir.

Paşii de mai sus menţionaţi pot fi efectuaţi şi cu ajutorul utilitarelor care sunt părţi ale sistemului de operare.

Testarea conexiunii fără fir

Pentru verificare şi testare folosim comanda ipconfig / all pentru a vizualiza configuraţia TCP/IP pe staţie şi comanda ping urmat de o adresă IP pentru a testa conectivitatea.

Un semnal wireless slab poate cauza întreruperi în conexiune. Pentru verificarea semnalului wireless putem folosi utilitarele plăcii de reţea sau a sistemului de operare. Dacă constatăm recepţionarea unui semnal slab, putem repoziţiona calculatorul în aşa fel în cât vizibilitatea să fie cât mai bună între antene (AP şi calculator) sau putem schimba antena plăcii cu o antenă care are un câştig mai mare.

Câştigul unei antene este exprimată în dBi (directivity by efficiency). Cu mărirea câştigului măreşte şi performanţa de transmitere şi recepţionare a antenei wireless. O antenă wireless poate să fie omnidirecţională sau bidirecţională.

Laborator 12 Configurarea unei conexiuni wireless

Obiectivul/obiective vizate:

- La sfârşitul activităţii vei fi capabil să configurezi şi să verifici funcţionarea corectă a unui conexiuni fără fir.

Durata: 50 min

Tipul activităţii: Exerciţiu practic

Sugestii : activitatea se poate desfăşura pe grupe (dacă echipamentele din dotare permit, se poate desfăşura şi individual)

Sarcina de lucru: Dacă deţineţi un kit de instalare primit împreună cu placa de reţea wireless, puteţi să configuraţi conexiunea rulând utilitarul de instalare şi configurare. În caz contrar urmăriţi paşii descrişi mai jos.

După documentare asupra configurării unei conexiuni fără fir, verificaţi versiunea instalată pe sistemul de calcul a driverelor plăcii de reţea fără fir. Dacă trebuie, faceţi update pentru drivere. Verificaţi ca intensitatea semnalului fără fir să nu fie sub 30%! Configuraţi parametrii necesari funcţionării plăcii de reţea (adresă IP, mască de

Page 76: M10 - Reţele de calculatoare · echipamente periferice (imprimante, scannere etc) Conectivitatea este asigurată de echipamente de reţea (hub-uri, switch-uri, rutere, puncte de

76

subreţea, server DNS, Default gateway). Adresele mai sus menţionate le veţi obţine de la profesor. Dacă reţeaua fără fir cu care vreţi să stabiliţi conexiunea cere şi date de criptare şi autentificare, setaţi-le şi pe acesta (datele necesare le obţineţi de la profesor). După setarea parametrilor testaţi conexiunea cu ajutorul comenzi ipconfig şi ping.

Pentru realizarea activităţii consultaţi lecția 12, precum şi sursele de pe Internet.

Lecția 13 Punerea în funcţiune a unui router / modem ADSL

Acest material vizează competenţa / rezultat al învăţării : Utilizează componentele fizice utilizate în reţelele de date şi Realizează conectarea unei reţele de date la internet.

Orice reţea LAN necesită echipamente specializate pentru conectarea la internet. Aceste echipamente în general sunt modemuri şi routere. În majoritatea cazurilor conectarea la internet înseamnă conectarea la ISP. Din momentul conectării cu ISP, reţeaua noastră locală devine parte a unei reţele mari. Conectarea la ISP presupune folosirea a diferitelor medii: linii ISDN, linii DSL, linii CATV (televiziune prin cablu), linii wireless (conexiunea se realizează cu antene direcţionate). Aceste medii determină tipul echipamentelor folosite pentru interconectarea celor doua reţele.

În ultimii anii s-a răspândit folosirea liniilor DSL pentru conectarea la ISP. Acest mod de conectare necesită un modem de bandă largă şi un router. Modemul de bandă largă menţine legătura cu ISP. Routerul are sarcina de a separa reţeaua locală şi reţeaua ISP-ului.

În momentul conectării reţelei locale la ISP putem să optăm pentru folosirea unui modem de bandă largă împreună cu un router, sau putem alege un echipament multifuncţional (Router ADSL sau Residental Gateway).

Daca optăm pentru configuraţia modem şi router, trebuie mai întâi să configurăm modemul de bandă largă. Configurarea modemului de bandă largă este tratată în Fişa 8.2 Configurarea unei conexiuni PPPoE.

În unele cazuri (acasă, în reţele mai mici) echipamentul cel mai potrivit pentru conectarea la ISP este un echipament multifuncţional. Avantajele unui astfel de echipament sunt: nu trebuie să cumpărăm separat fiecare echipament pentru conectare la ISP, cablarea devine mai simplă, configurarea echipamentului este destul de uşoară şi nu necesită prea mult timp, este mai uşor de întreţinut.

Dacă echipamentul multifuncţional încorporează şi un modem de bandă largă, se aplică paşii descrişi în Fişa 8.2 Configurarea unei conexiuni PPPoE referitor la configurarea modemului de bandă largă (modem ADSL).

Page 77: M10 - Reţele de calculatoare · echipamente periferice (imprimante, scannere etc) Conectivitatea este asigurată de echipamente de reţea (hub-uri, switch-uri, rutere, puncte de

77

Paşii de conectare şi configurare a unui echipament multifuncţional care foloseşte tehnologia ADSL pentru a se conecta la ISP sunt:

1. Selectarea locului cel mai potrivit pentru echipament.

2. Pregătirea unui calculator echipat cu placă de reţea şi a cablurilor necesare conectării calculatorului cu echipamentul multifuncţional.

3. Conectarea liniei DSL sau a cablului pentru modem la portul etichetat "Internet".

4. Conectarea calculatorului la unul dintre porturile RJ45 al aparatului multifuncţional.

5. Conectarea cablului de alimentare a aparatului multifuncţional şi pornirea calculatorului.

6. Aşteptaţi să se booteze echipamentul multifuncţional şi să se realizeze conexiunea cu ISP. Aceasta poate să dureze câteva minute. În faza asta echipamentul negociază parametrii referitori la conexiunea cu ISP. Echipamentul primeşte de la ISP adresă IP publică fixă sau dinamică, mască de subreţea, adresa IP de poartă implicită (Default Gateway) şi adresă de server DNS.

7. Trebuie să configuraţi router-ul (echipament multifuncţional) să comunice cu echipamentele din reţea. Pe calculatorul conectat deschideţi un browser pentru pagini web. În câmpul de adrese, introduceţi adresa de IP implicită a routerului (echipament multifuncţional). De obicei acesta este 192.168.1.1 (consultaţi manualul utilizatorului).

8. O fereastră de securitate va solicita autentificarea pentru a accesa paginile de configurare ale router-ului. Introduceţi datele cerute (consultaţi manualul utilizatorului). După autentificare apar paginile de setare a routerului. După fiecare modificare a setărilor implicite salvaţi setările noi.

9. Routerul oferă şi serviciu DHCP, care este activat implicit. Dacă trebuie, puteţi modifica domeniul de adrese IP oferit pentru clienţi (calculatoare), masca de subreţea, adresele serverelor DNS. Dacă planificaţi folosirea adreselor IP fixe în reţea locală, trebuie sa dezactivaţi serviciul DHCP. Puteţi modifica şi adresa de IP implicită a routerului (Fig. 9.1.1).

Pe lângă setările descrise mai sus avem posibilitatea de a seta şi alte servicii ale routerului, dar totuşi setările de adresare IP pentru interfaţa internet (WAN) şi interfaţa LAN sunt cele mai importante. La porturile LAN (RJ-45) putem conecta şi alte calculatoare sau alte echipamente de reţea, de exemplu switch sau Wireless Acess Point, astfel putem să extindem reţeaua locală.

Page 78: M10 - Reţele de calculatoare · echipamente periferice (imprimante, scannere etc) Conectivitatea este asigurată de echipamente de reţea (hub-uri, switch-uri, rutere, puncte de

78

Fig. 9.1.1 Panou pentru configurarea adresei IP şi a serverului DHCP a unui router

(echipament multifuncţional)

Laborator 13.1 Punerea în funcţiune a unui router / modem ADSL

Obiectivul/obiective vizate:

- La sfârşitul activităţii vei fi capabil să descrii punerea în funcţiune şi setarea parametrilor de bază a unui modem / router ADSL

Durata: 25 min

Tipul activităţii: Observare

Sugestii : activitatea se poate desfăşura frontal

Sarcina de lucru: Urmăriţi prezentarea realizată de cadrul didactic sau o prezentare multimedia, eventual un film la subiect.

Page 79: M10 - Reţele de calculatoare · echipamente periferice (imprimante, scannere etc) Conectivitatea este asigurată de echipamente de reţea (hub-uri, switch-uri, rutere, puncte de

79

Laborator 13.2 Punerea în funcţiune a unui router / modem ADSL

Obiectivul/obiective vizate:

- La sfârşitul activităţii vei fi capabil să identifici paşii de punere în funcţiune şi de setare a parametrilor de bază a unui modem / router ADSL

Durata: 25 min

Tipul activităţii: Potrivire

Sugestii : activitatea se poate desfăşura individual sau pe grupe

Sarcina de lucru: Numerotaţi fiecare pas de punere în funcţiune, configurare de bază a unui modem / router ADSL în ordinea logică a acestora începând cu numărul 1.

Dacă este cazul, modificăm domeniul de adrese IP oferit pentru clienţi (calculatoare), masca de subreţea, adresele serverelor DNS. Dacă planificăm folosirea adreselor IP fixe în reţea locală, dezactivăm serviciul DHCP. Dacă trebuie modificăm adresa de IP implicită a routerului

Conectarea liniei DSL sau a cablului pentru modem la portul etichetat "Internet".

Configurăm router-ul (echipament multifuncţional) să comunice cu echipamentele din reţea. Pe calculatorul conectat deschidem un browser pentru pagini web. În câmpul de adrese, introducem adresa de IP implicită a routerului (echipament multifuncţional).

Selectăm locul cel mai potrivit pentru echipament.

Pregătim un calculator echipat cu placă de reţea şi cabluri necesare conectării calculatorului cu echipamentul multifuncţional.

Page 80: M10 - Reţele de calculatoare · echipamente periferice (imprimante, scannere etc) Conectivitatea este asigurată de echipamente de reţea (hub-uri, switch-uri, rutere, puncte de

80

Verificăm funcţionarea corectă a echipamentului şi a conexiunii noi realizate cu rularea comenzii ping.

O fereastră de securitate va solicita autentificarea pentru a accesa paginile de configurare ale router-ului. Introducem datele cerute (consultăm manualul utilizatorului). După autentificare apar paginile de setare a routerului. După fiecare modificare a setărilor implicite salvăm setările noi.

Aşteptăm să se booteze echipamentul multifuncţional şi să se realizeze conexiunea cu ISP.

Pentru completarea tabelului consultaţi lecția 13 precum şi sursele de pe Internet.

Lecția 14 Configurarea serviciilor a unui router / modem ADSL

Acest material vizează competenţa / rezultat al învăţării : Utilizează componentele fizice utilizate în reţelele de date.

Echipamentele multifuncţionale oferă servicii integrate. Aceste servicii pot fi activate sau dezactivate în funcţie de cerinţele reţelei.

Serviciul DDNS (Dynamic Host Configuration Protocol)

Serviciul DDNS oferă posibilitatea de a asocia pentru o adresă IP dinamică un nume de gazdă şi un nume domeniu. Dacă adresa de IP primită de la ISP se schimbă, un server DNS este anunţat despre schimbare şi adresa IP actuală este actualizată pe server. Aşa putem identifica un host / domeniu şi în cazul în care adresa de IP s-a schimbat. Înainte de a folosi serviciul DDNS trebuie să vă înregistraţi la un Service Provider DDNS. Exemple de Service Provider DDNS: tzo.com, dyndns.org (Fig. 9.2.1).

Fig. 9.2.1 Panou pentru configurarea serviciului DDNS a unui router (echipament multifuncţional)

Page 81: M10 - Reţele de calculatoare · echipamente periferice (imprimante, scannere etc) Conectivitatea este asigurată de echipamente de reţea (hub-uri, switch-uri, rutere, puncte de

81

Serviciul NAT (Network Address Translation)

Cele mai multe ISP-uri îţi dau doar o singură adresa IP când te conectezi la ei. Poţi trimite pachete cu orice adresă sursă pe care o doreşti, dar doar pachetele cu această adresa IP se vor întoarce la tine. Dacă doreşti să foloseşti mai multe sisteme (cum ar fi reţeaua de acasă) pentru a te conecta la internet prin această singură legătură, vei avea nevoie de NAT. Acesta este de departe cel mai răspândit mod de folosire al NAT-ului din zilele noastre, cunoscut şi sub numele de "masquerading" in lumea Linuxului.

Serviciul SPI Firewall (Stateful Packet Inspection Firewall)

SPI Firewall are rol de protecţie împotriva atacurilor provenite dinspre interfaţa WAN a routerului (Internet). SPI funcţionează la nivelul reţea a modelului OSI. Analizează toate pachetele care vin dinspre Internet, şi blochează pachetele suspecte. Asigură protecţie împotriva atacurilor DoS (Denial of Service).

Serviciul VPN (Virtual Private Network)

O reţea privată virtuală (Virtual Private Network - VPN) asigură o modalitate de stabilire a unor comunicaţii securizate prin intermediul unui reţele nesigure ca internetul. Cu ajutorul unui conexiuni VPN, cele două părţi ale conexiunii VPN pot comunica în aceleaşi condiţii de siguranţă ca şi cele furnizate de reţeaua locală. Pentru aceasta, o conexiune VPN oferă, de obicei, următoarele funcţionalităţi:

Autentificare - utilizând parole sau alte procedee, cele două părţi îşi pot demonstra identitatea înainte de a accepta o conexiune. O dată conexiunea instalată, comunicaţia se poate desfăşura în ambele direcţii prin intermediul conexiunii respective.

Codificare - prin codificarea tuturor datelor trimise între cele doua puncte ale reţelei publice, pachetele transmise se pot vedea dar nu pot fi citite de un hacker. Acest procedeu este cunoscut sub numele de tunneling. Serviciul Port Forwardingranslatarea permanentă a unui port pe routerul reţelei către o adresă IP şi un port din reţeaua privată se numeşte Port Fowarding sau Port Mapping.

Deschidem un port în router pentru a permite accesul către un server (de exemplu http sau ftp) aflat in spatele unui firewall (Fig. 9.2.2). În cazul în care nu este activat Port

Fig. 9.2.2 Panou pentru configurarea serviciului Port Forwarding a unui router

(echipament multifuncţional)

Page 82: M10 - Reţele de calculatoare · echipamente periferice (imprimante, scannere etc) Conectivitatea este asigurată de echipamente de reţea (hub-uri, switch-uri, rutere, puncte de

82

Forwarding-ul solicitarea primită de gateway dinspre internet pentru un anumit port (de exemplu portul 80 pentru server web) nu va fi procesată deoarece acesta nu va ştie care-i adresa IP şi portul, din reţeaua privată către care s-o trimită. Există echipamente multifuncţionale care implementează şi rolul unui punct de acces fără fir. Realizarea comunicaţiei fără fir necesită setarea serviciilor corespunzătoare.

Setări de bază:

SSID (Security Set Identifier) sau Wireless Network Name este numele asociat reţelei wireless. SSID este un cod care defineşte apartenenţa la un anumit punct de acces fără fir. Toate dispozitivele fără fir care vor să se comunice într-o reţea, trebuie să aibă SSID-ul setat la aceeaşi valoare cu valoarea SSID-ului punctului de acces fără fir pentru a se realiza conectivitatea. Un punct de acces îşi transmite SSID-ul la fiecare câteva secunde spre dispozitivele aflate în aria de acoperire.

Wireless Channel – Putem seta unul din cele 13 canale disponibile pentru Europa, sau optăm pentru selectare automată. Cu selectarea canalului corespunzător putem să îmbunătăţim calitatea conexiunii (Fig. 9.2.3).

Setări de securitate:

Wireless SSID Brodcast – permite ascunderea reţelei wireless, astfel SSID-ul nu va fi difuzat de către punctul de acces şi reţeaua fără fir nu va fi descoperită de către echipamentele wireless. Dacă utilizatorul vrea să se conecteze la reţeaua wireless ascunsă, trebuie să cunoască setările cerute de punctul de acces. MAC Address Filter – folosind filtrul MAC putem filtra echipamentele care au acces la reţeaua fără fir în baza adresei MAC. În acest fel putem să stabilim o listă cu adrese MAC a echipamentelor şi să acceptăm sau să refuzăm cererile de conectare.

Fig. 9.2.3 Panou pentru configurarea setărilor de bază Wireless a unui router (echipament multifuncţional)

Page 83: M10 - Reţele de calculatoare · echipamente periferice (imprimante, scannere etc) Conectivitatea este asigurată de echipamente de reţea (hub-uri, switch-uri, rutere, puncte de

83

Criptare WEP / WPA / WPA2 - pentru realizarea unei reţele fără fir mai sigure, se recomandă folosirea metodelor de criptare a datelor. Este recomandată folosirea tehnologiei de criptare WPA2 dacă aceasta este suportată de fiecare echipament care trebuie să fie conectat la punctul de acces.

Laborator 14 Configurarea serviciilor a unui router / modem ADSL

Obiectivul/obiective vizate:

- La sfârşitul activităţii vei fi capabil să prezinţi configurarea serviciilor pe diferite tipuri de echipamente multifuncţionale (modem / router).

Durata: 50 min

Tipul activităţii: Metoda grupurilor de experţi

Sugestii : activitatea se poate desfăşura pe grupe

Sarcina de lucru: Folosind calculatorul conectat la Internet, fiecare grupă trebuie să aleagă şi să de documenteze asupra unui tip (model) de echipament multifuncţional (modem / router). Echipamentele să fie fabricate de către diferiţi producători. Căutaţi informaţii despre serviciile pe care le poate oferi un anumit echipament, precum şi modul în care aceste servicii pot fi setate. În acest scop, puteţi folosi manualul utilizatorului pe care îl obţineţi de pe pagina de web a producătorului. Aveţi la dispoziţie 40 de minute, după care se vor reorganiza grupele astfel încât în grupele nou formate să existe cel puţin o persoană din fiecare grupă iniţială. În următoarele 20 de minute în noile grupe formate se vor împărtăşii cunoştinţele acumulate la pasul I. Faceţi comparaţie între modurile de setare a aceloraşi servicii în cazul diferitelor echipamente.

Pentru desfăşurarea activităţii consultaţi lecția 14 precum şi sursele de pe Internet.

Page 84: M10 - Reţele de calculatoare · echipamente periferice (imprimante, scannere etc) Conectivitatea este asigurată de echipamente de reţea (hub-uri, switch-uri, rutere, puncte de

84

Lecția 15 Verificarea şi depanarea reţelelor de date

Acest material vizează competenţa / rezultat al învăţării : Utilizează componentele fizice utilizate în reţelele de date.

Defectele mediului fizic sunt cauzate de cabluri care interconectează echipamentele din reţea. Aceste defecte pot fi detectate cu ajutorul testerelor şi analizatoarelor de cabluri (Fig. 10.2). Primul test care trebuie aplicat este testul de continuitate în urma căruia verificăm continuitatea între cele două capete ale cablului. Pe lângă asta, putem analiza dacă în cablu există scurtcircuite sau firele sunt inversate între ele (Fig. 10.1).

Detectarea cauzei şi rezolvarea problemei

a) Interogarea utilizatorilor care au semnalizat nereguli sau erori. Este necesar descris clar simptomele apărute în funcţionarea sistemului. În cele mai multe cazuri utilizatorul nu are conexiune la internet, nu vede mapele partajate în reţea, nu vede serverele de reţea, nu poate să folosească imprimantele partajate etc. Dacă simptomele sunt legate de reţeaua locală, vorbim despre detectarea şi depanarea defecţiunilor în reţea.

b) Verificarea conexiunilor fizice. Trebuie verificată legătura între calculator şi reţea. Cauza problemei apărute poate să fie un cablu de reţea deconectat, deteriorat, rupt sau o placă de reţea nefuncţională. Pasul cel mai important este verificarea

Fig. 10.1

Pereche inversată Perechi împărţite

Pereche cu un fir rupt Scurtcircuit

Fig. 10.2 Tester de cabluri UTP

Page 85: M10 - Reţele de calculatoare · echipamente periferice (imprimante, scannere etc) Conectivitatea este asigurată de echipamente de reţea (hub-uri, switch-uri, rutere, puncte de

85

LED – urilor indicatoare ale plăcii de reţea şi ale echipamentelor de reţea de exemplu: hub, switch, echipament multifuncţional. Dacă nu găsim nereguli trecem la pasul următor. Dacă se observă, că unul dintre ledurile indicatoare nu prezintă activitate, se verifică cele doua capete ale segmentului respectiv. Este necesar să verificăm şi starea echipamentului de reţea la care este conectat segmentul respectiv, deci verificăm dacă funcţionează sau nu hubul, switchul sau echipamentul multifuncţional. Dacă se observă că problema apărută este cauzată de un cablu defect, verificăm starea cablului, conectorii RJ-45 şi conectarea corespunzătoare. Pentru verificarea cablurilor UTP sau STP putem să folosim tester de cablu. Cu un tester de cablu mai simplu putem detecta întreruperea firelor sau scurtcircuite în cablul torsadat. Dacă cablul sau conectori RJ-45 sunt defecte, schimbăm cablul sau schimbăm conectorii RJ-45.

c) Dacă suntem siguri că problema nu este cauzată de cabluri, conectori sau de nefuncţionarea unui concentrator (hub, switch), pasul următor este verificarea plăcii de reţea. Dacă ledul indicator al plăcii nu arată semne de funcţionare, trebuie verificat dacă placa este conectată corespunzător în slotul de expansiune a plăcii de bază. Dacă conexiunile fizice sunt în regulă, probabil că trebuie schimbată placa de reţea. Dacă placa funcţionează corect, în panoul Conexiuni de reţea a sistemului de operare verificăm dacă conexiunea este activată sau dezactivată (Fig. 10.3). Urmează verificarea configuraţiei TCP/IP a calculatorului.

d) Folosind comanda ipconfig putem afişa configuraţia TCP/IP curentă (Fig. 10.4). Acest utilitar trebuie executat din linia de comandă a sistemului de operare. Pentru afişarea tuturor informaţiilor disponibile, se foloseşte parametrul /all. Dacă este setată o configuraţie validă, este afişată adresa IP şi masca de subreţea, precum şi gateway-ul implicit a reţelei. Dacă este detectat în reţea un duplicat al adresei IP folosite, va fi afişată adresa IP folosită, dar în dreptul măştii de subreţea se va apare 0.0.0.0. Dacă sistemul de operare nu a putut obţine o adresă IP de la un server DHCP, va fi afişată adresa alocată prin tehnologia APIPA. În sistemele de operare Linux / Unix folosim comanda ifconfig în loc de ipconfig. Dacă constatăm că configuraţia TCP/IP a calculatorului nu este corectă,

Fig. 10.3 Panou cu conexiunile de reţea existente a unui calculator şi starea lor (active sau dezactivate)

Page 86: M10 - Reţele de calculatoare · echipamente periferice (imprimante, scannere etc) Conectivitatea este asigurată de echipamente de reţea (hub-uri, switch-uri, rutere, puncte de

86

putem să setăm o configuraţie validă a adreselor IP sau putem reînnoi configuraţia TCP/IP. Folosind ipconfig /release şi după asta ipconfig /renew putem reînnoi configuraţia TCP/IP a calculatorului cu ajutorul unui server DHCP. Utilitarul Ping este folosit pentru testarea conexiunii TCP/IP între un calculator şi unul aflat la distanţă. Ping transmite pachetele utilizând ICMP ECHO_REQUEST şi se aşteaptă primirea unui răspuns de confirmare pentru fiecare pachet transmis prin ICMP ECHO_REPLY. Sintaxa comenzii este: ping adresa_IP_a_computerului_de_la_distanţă (Fig. 10.5). Dacă nici după folosirea acestor operaţiuni nu putem stabili cauza problemei apărute, trecem la pasul următor.

e) Verificăm dacă placa de reţea are drivere corect instalate. Putem încerca reinstalarea driverelor, sau restaurarea lor. Verificăm dacă găsim vreun mesaj de eroare sau un cod de eroare în urma căruia putem detecta problema. Dacă

considerăm că nu driverele plăcii de bază sunt de vină, trecem la pasul următor.

f) Verificăm existenţa unei firewall şi dacă există verificăm configuraţia acestuia. În unele cazuri firewall-ul poate bloca traficul între calculator şi reţea.

Paşii descrişi mai sus sunt paşi pe care se pot parcurge în cazul în care sesizaţi probleme de

comunicare între calculator şi reţea. Cauzele erorilor în reţea pot fi cauzate şi de traficul

aglomerat în reţea, servicii nefuncţionale temporar şi multe altele. Pentru detectarea erorilor

putem să folosim şi comanda netstat şi traceroute. Comanda netstat este folosită pentru a extrage

o serie de informaţii cum ar fi tabelele de rutare, conexiunile active, fluxuri (Fig. 10.6). Utilitarul

tracert (în sistemele Unix şi Linux se numeşte traceroute) este utilizat pentru a identifica

traseul ce trebuie urmat de un pachet pentru a ajunge la destinaţie. Traceroute este un utilitar ce

urmăreşte pachetele trimise de un calculator de către o gazda pe Internet sau către un alt

calculator în reţea, arătând prin câte hopuri trec pachetele pentru a ajunge la gazda respectivă şi

Fig. 10.4 Rezultate date de utilitarul ipconfig în cazul configurării corecte a conexiunii de reţea şi a setărilor IP

Fig. 10.5 Rezultate date de utilitarul ping în cazul configurării corecte a conexiunii de reţea şi a setărilor IP

Page 87: M10 - Reţele de calculatoare · echipamente periferice (imprimante, scannere etc) Conectivitatea este asigurată de echipamente de reţea (hub-uri, switch-uri, rutere, puncte de

87

în cât timp (Fig 10.7). Dacă vizităm un sit web şi paginile se încarcă încet, putem utiliza

traceroute-ul pentru a afla unde apar întârzierile. Utilitarul traceroute funcţionează prin trimiterea

de pachete cu TTL (time-to-live) scăzut. Valoarea TTL specifică prin câte hopuri poate trece

pachetul înainte de a fi returnat. Când un pachet nu poate ajunge la destinaţie din cauza unei

valori prea scăzute a TTL, ultima gazda returnează pachetul şi se identifică. Prin trimitea unei

serii de pachete si creşterea valorii TTL cu fiecare pachet succesiv, traceroute află care sunt toate

gazdele intermediare.

Laborator 15 Verificarea şi depanarea reţelelor de date

Obiectivul/obiective vizate:

- La sfârşitul activităţii vei fi capabil să identifici comenzile folosite în procesul de depanare a reţelelor de date.

Durata: 50 min

Fig. 10.6 Rezultate date de utilitarul netstat în cazul configurării corecte a conexiunii de reţea şi a setărilor IP

Fig. 10.7 Rezultate date de utilitarul tracert în cazul configurării corecte a conexiunii de reţea şi a setărilor IP

Page 88: M10 - Reţele de calculatoare · echipamente periferice (imprimante, scannere etc) Conectivitatea este asigurată de echipamente de reţea (hub-uri, switch-uri, rutere, puncte de

88

Tipul activităţii: Potrivire

Sugestii : activitatea se poate desfăşura individual sau pe grupe

Sarcina de lucru: Completaţi tabelul de mai jos cu comenzile corespunzătoare din prima linie a tabelului.

Ipconfig, ifconfig, ping, netstat, tracert, traceroute

este folosit pentru testarea conexiunii TCP/IP între un

calculator şi unul aflat la distanţă

În sistemele Windows este utilizat pentru a identifica

traseul ce trebuie urmat de un pachet pentru a ajunge la

destinaţie

este folosită pentru a extrage o serie de informaţii cum ar

fi tabelele de rutare, conexiunile active, fluri

În sistemele Unix / Linux este utilizat pentru a identifica

traseul ce trebuie urmat de un pachet pentru a ajunge la

destinaţie

În sistemele de operare Windows putem afişa configuraţia

TCP/IP curentă

În sistemele de operare Linux / Unix putem afişa

configuraţia TCP/IP curentă

Pentru completarea tabelului consultaţi lecția 15 precum şi sursele de pe Internet.