Arhitectura de retea

Arhitectura de retea

Reteaua este formata din masini care execura programele utilizatorilor, numite si gazde. La nivelul fiecarei gazde, reteaua este structurata pe niveluri. Numarul de niveluri, numele fiecarui nivel, continutul si functia sa, poate sa fie diferit de la o categorie de retele la alta. Indiferent de tipul de retea, scopul fiecarui nivel este sa ofere anumite servicii nivelurilor superioare.

Nivelul n de pe o masina converseaza cu nivelul n de pe o alta masina. Aceasta nu este o comunicare directa ci o comunicare virtuala. Modul cum se face efectiv comunicarea il vom prezenta in capitolul urmator. Regulile si conventiile utilizate in conversatie reprezinta protocoalele nivelului n. In figura 1.3 este ilustrata o retea cu cinci niveluri.

Gazda 1 Gazda 2

Protocolul nivelului

Nivel 5

Nivel 5

5

Nivelul  4

Interfata 4/5

Nivelul 4

Protocolul nivelului 4

Interfata 3/4

Nivelul 3

Nivelul  3

Protocolul nivelului 3

Nivelul 2

Nivelul 2

Interfata 2/3

Protocolul nivelului 2

Nivelul 1

Nivelul  1

Interfata 1/2

Protocolul nivelului 1

Figura 1.3. Niveluri, protocoale si interfete

In momentul proiectarii unui nivel, trebuie luate in considerare mai multe aspecte:

un mecanism prin care emitatorii si receptorii sa poata fi identificati, tinand cont de faptul ca pe un calculator pot fi executate mai multe procese;

regulile privind transferul de date; comunicarea se poate face intr-un singur sens (simplex), comunicare in ambele sensuri, dar nu simultan (semi-duplex) sau comunicare in ambele sensuri simultan (duplex integral);

controlul erorilor;

sincronizarea intre un emitator mai rapid si un receptor mai lent;

posibilitatea de a se transmite mesaje de lungime variabila;

posibilitatea de a se utiliza aceeasi conexiune pentru mai multe mesaje (multiplexare si demultiplexare).

Interfete si servicii. Fiecare nivel are rolul de a furniza serviciile necesare nivelului de deasupra sa. Elementele active din fiecare nivel sunt numite entitati. O entitate poate fi software (cum este de exemplu un proces) sau hardware (cum este de exemplu un cip de intrare/iesire inteligent). Entitatile corespunzatoare aceluiasi nivel, dar aflate pe masini diferite se numesc entitati egale. Entitatile de la nivelul n implementeaza un serviciu de la nivelul n+1. In acest caz, nivelul n se numeste furnizor de servicii, iar nivelul n+1 se numeste utilizator de servicii. Nivelul n poate utiliza serviciile nivelului n-1 pentru a furniza propriile sale servicii. Serviciile sunt disponibile in SAP-uri (Service Access Points - puncte de acces la servicii). SAP-urile nivelului n sunt locatii unde nivelul n+1 poate avea acces serviciile oferite. Fiecare SAP are o adresa care il identifica in mod unic.

Pentru ca doua niveluri sa schimbe informatii intre ele, trebuie sa fie convenit un set de reguli referitoare la interfata. Entitatea de la nivelul n+1, paseaza nivelului n, prin intermediul SAP-ului, un IDU (Interface Data Unit-unitate de date de interfata). Acest IDU consta dintr-un SDU (Service Data Unit - unitate de date de servicii) si niste informatii de control. SDU reprezinta informatia transmisa prin retea catre entitatea pereche si apoi in sus catre nivelul n+1. Informatia de control, de exemplu, numarul de octeti din SDU) este necesara pentru a ajuta nivelul de mai jos sa-si indeplineasca sarcina, dar nu face parte din datele propriu-zise.

Pentru a transfera SDU-ul (Service Data Unit), entitatea din nivelul n poate fi nevoita sa il fragmenteze in cateva bucati, fiecare din acestea primind cate un antet si fiind trimisa sub forma unui PDU (Protocol Data Unit - unitate de date a protocolului) separat, ca un pachet. Antetele PDU-urilor sunt folosite de entitatile egale pentru a realiza protocolul pereche corespunzator. Ele identifica ce PDU-uri contin date si ce PDU-uri contin informatii de control, furnizeaza numere de secventiere s.a.m.d.

Servicii orientate pe conexiuni si servicii neorientate pe conexiuni. Nivelurile pot oferi nivelurilor de deasupra lor doua tipuri de servicii: orientate pe conexiuni si respectiv neorientate pe conexiuni. Serviciul orientat pe conexiune este modelat pe baza sistemului telefonic. Pentru a utiliza un serviciu orientat pe conexiuni beneficiarul trebuie mai intai sa stabileasca o conexiune, sa o foloseasca si apoi sa o elibereze. Serviciul fara conexiuni este modelat pe baza sistemului postal. Toate mesajele contin adresele complete de destinatie si fiecare mesaj circula in retea independent. Calitatea (siguranta) serviciului exprima posibilitatea pierderii sau nu a datelor. Serviciile cu confirmarea primirii, desi mai lente sunt sigure. Serviciul nesigur (neconfirmat) fara conexiuni mai este numit si serviciu datagrama. In cazul serviciului cerere-raspuns emitatorul transmite o singura datagrama care contine o cerere; replica primita de la receptor contine raspunsul.