Programele de Retea

Ierarhiile de protocoale

Pentru a reduce din complexitatea proiectarii, majoritatea retelelor sunt organizate sub forma unei serii de straturi sau niveluri. In toate retelele, scopul fiecarui nivel este sa ofere anumite servicii nivelurilor superioare, protejandu-le totodata de detaliile privitoare la implementarea efectiva a serviciilor oferite.

Nivelul n de pe o masina converseaza cu nivelul n de pe alta masina. Regulile si conventiile utilizate in conversatie sunt cunoscute sub numele de protocolul nivelului n. Entitatile care contin niveluri corespunzatoare de pe masini diferite se numesc egale. Cu alte cuvinte, entitatile egale sunt cele care comunica folosind protocolul. In realitate, nici un fel de date nu sunt transferate direct intre nivele pereche Fiecare nivel transfera datele si informatiile de control nivelului imediat inferior, pana cand se ajunge la nivelul cel mai de jos. Sub nivelul acesta se afla mediul fizic prin care se produce comunicarea efectiva.

In figura 1.6 este ilustrata o retea cu cinci niveluri.

Intre cele doua niveluri adiacente exista o interfata. O interfata defineste ce operatii si servicii primitive ofera nivelul de jos catre nivelul de sus. Aceasta presupune ca, la randul sau, fiecare nivel sa execute o colectie specifica de functii clar definite. Pe langa minimizarea volumului de informatii care trebuie transferate intre niveluri, interfetele clare permit totodata si o mai simpla inlocuire a implementarii unui nivel cu o implementare complet diferita.

O multime de niveluri si protocoale este numita arhitectura de retea. Specificatie unei arhitecturi trebuie sa contina destule informatii care sa permita unui proiectant sa scrie programele de retea sau sa construiasca echipamentele necesare fiecarui nivel, astfel incat nivelurile sa indeplineasca corect protocoalele corespunzatoare. Nici detaliile de implementare si nici specificatiile interfetelor nu fac parte din arhitectura, deoarece acestea sunt ascunse in interiorul masinilor si nu sunt vizibile din afara. O lista de protocoale utilizate de catre un anumit sistem, cate un protocol pentru fiecare nivel, se numeste stiva de protocoale. Un alt set de decizii de proiectare se refera la regulile pentru transferul de date. In unele sisteme datele circula simultan intr-un singur sens - comunicare simplex. In altele datele pot circula in orice sens dar nu simultan - comunicare half-duplex. In sfarsit, in alte sisteme datele circula in ambele sensuri simultan - comunicare duplex integral.

Interfete si servicii

Elementele active din fiecare nivel sunt numite frecvent entitati. O entitate poate fi o entitate software (asa cum este un proces) sau o entitate hardware (asa cum este un cip I/O). Entitatile corespunzatoare aceluiasi nivel, dar care se afla pe masini diferite, se numesc entitati egale. Entitatile de la nivelul n implementeaza un serviciu utilizat de nivelul n+1. In acest caz nivelul n se numeste furnizor de servicii, iar nivelul n+1 se numeste utilizator de servicii.

Serviciile sunt disponibile in SAP-uri (Service Access Points - puncte de acces la servcii). Fiecare SAP are o adresa care il identifica in mod unic.

Pentru ca doua niveluri sa schimbe intre ele informatie, trebuie sa fie convenit un set de reguli referitoare la interfata. In cazul unei interfete tipice, entitatea de pe nivelul n+1 paseaza nivelului n, prin intermediul SAP-ului, un IDU (Interface Data Unit). Acest IDU consta dintr-un SDU (Service Data Unit) si niste informatii de control. SDU reprezinta informatia transmisa prin retea catre entitatea pereche si apoi in sus catre nivelul n+1. Pentru a transfera SDU-ul, 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) separat, ca un pachet.

Servicii orientate pe conexiune si servicii fara conexiune

Serviciul orientat pe conexiune este modelat pe baza sistemului telefonic. Beneficiarul trebuie mai intai sa stabileasca o conexiune, sa foloseasca acea conexiune si apoi sa o elibereze.

Prin opozitie serviciul fara conexiuni este modelat pe baza sistemului postal. Toate mesajele contin adresele complete de destinatie si fiecare mesaj circula in sistem independent de celelalte.

Serviciul sigur orientat pe conexiuni admite doua variante: secventele de mesaje si fluxurile de octeti. Prima varianta mentine delimitarea intre mesaje. In a doua varianta, conexiunea este un simplu flux de octeti.

Nu orice aplicatie necesita conexiuni. Tot ceea ce se cere este un mijloc de a trimite un singur mesaj cu o probabilitate mare de a ajunge la destinatie, dar fara o garantie in acest sens. Serviciul nesigur fara conexiuni este numit serviciul datagrama. In alte situatii siguranta este esentiala chiar daca nu se stabileste o conexiune. Aplicatiile care necesita un astfel de serviciu pot utiliza serviciul datagrama confirmat.

Mai exista un serviciu, si anume serviciul cerere-raspuns. In acest serviciu emitatorul transmite o datagrama care contine o cerere; replica primita de la receptor contine raspunsul. Acest tip de serviciu este folosit pentru a implementa comunicare in modelul client-server.