Nivelele modelului arhitectural ISO-OSI

    1. Nivelul fizic are rolul de a transmite datele de la un calculator la altul prin intermediul unui mediu de  comunicaţie. Datele sunt văzute la acest nivel ca un şir de biţi. Problemele tipice sunt de natură electrică: nivelele de tensiune corespunzătoare unui bit 1 sau 0, durata impulsurilor de tensiune, cum se iniţiază şi cum se opreşte transmiterea semnalelor electrice, asigurarea păstrării formei semnalului propagat. Mediul de comunicaţie nu face parte din nivelul fizic.

    2. Nivelul legăturii de date corectează erorile de transmitere apărute la nivelul fizic, realizând o comunicare corectă între două noduri adiacente ale reţelei. Mecanismul utilizat în acest scop este împărţirea bitilor în cadre (frame), cărora le sunt adaugate informaţii de control. Cadrele sunt transmise individual, putând fi verificate şi confirmate de către receptor. Alte functii ale nivelului se referă la fluxul de date (astfel încât transmiţătorul să nu furnizeze date mai rapid decât le poate accepta receptorul) şi la gestiunea legăturii (stabilirea conexiunii, controlul schimbului de date si desfiintarea conexiunii).

    3. Nivelul reţea asigură dirijarea unităţilor de date între nodurile sursă şi destinatie, trecând eventual prin noduri intermediare (routing). Este foarte important ca fluxul de date să fie astfel dirijat încât să se evite aglomerarea anumitor zone ale reţelei (congestionare). Interconectarea reţelelor cu arhitecturi diferite este o funcţie a nivelului reţea.

    4. Nivelul transport realizează o conexiune între două calculatoare gazda (host) detectând şi corectând erorile pe care nivelul reţea nu le tratează. Este nivelul aflat în mijlocul ierarhiei, asigurând nivelelor superioare o interfaţă independentă de tipul reţelei utilizate. Funcţiile principale sunt: stabilirea unei conexiuni sigure între doua maşini gazda, iniţierea transferului, controlul fluxului de date şi închiderea conexiunii.

    5. Nivelul sesiune stabileşte şi întretine conexiuni (sesiuni) între procesele aplicaţie, rolul său fiind acela de a permite proceselor să stabilească "de comun acord" caracteristicile dialogului şi să sincronizeze acest dialog.

    6. Nivelul prezentare realizează operaţii de transformare a datelor în formate înţelese de entităţile ce intervin într-o conexiune. Transferul de date între maşini de tipuri diferite (Unix-DOS, de exemplu) necesită şi codificarea datelor în funcţie de caracteristicile acestora. Nivelul prezentare ar trebui să ofere şi servicii de criptare/decriptare a datelor, în vederea asigurarii securitatii comunicatiei în reţea.

    7. Nivelul aplicaţie are rolul de "fereastră" de comunicaţie între utilizatori, aceştia fiind reprezentaţi de entităţile aplicaţie (programele). Nivelul aplicaţie nu comunică cu aplicaţiile ci controlează mediul în care se executa aplicaţiile, punându-le la dispoziţie servicii de comunicaţie. Printre functiile nivelului aplicaţie se află:

- identificarea partenerilor de comunicaţie, determinarea disponibilităţii acestora şi autentificarea lor;

- sincronizarea aplicaţiilor cooperante şi selectarea modului de dialog;

- stabilirea responsabilităţilor pentru tratarea erorilor;

- identificarea constrângerilor asupra reprezentării datelor;

- transferul informaţiei.

    Primele trei nivele de la baza ierarhiei (fizic, legatură de date, reţea) sunt considerate ca formând o subreţea de comunicaţie. Subreţeaua este răspunzătoare pentru realizarea transferului efectiv al datelor, pentru verificarea corectitudinii transmisiei şi pentru dirijarea fluxului de date prin diversele noduri ale reţelei. Acest termen trebuie înţeles ca desemnând "subreţeaua logica", adică mulţimea protocoalelor de la fiecare nivel care realizează funcţiile de mai sus. Termenul de subreţea este utilizat şi pentru a desemna liniile de transmisie şi echipamentele fizice care realizează dirijarea şi controlul transmisiei.

    Modelul OSI nu este implementat în întregime de producători, nivelele sesiune şi prezentare putând să lipsească (unele din funcţiile atribuite acestora în modelul OSI sunt îndeplinite de alte nivele). Modelul OSI este un model orientativ, strict teoretic, realizările practice fiind mai mult sau mai puţin diferite.

    Să vedem cum se realizează un transfer de date între două maşini gazdă. Cel mai bun exemplu este modul în care putem citi o pagina web aflată pe un calculator situat la mare distanţă:

- utilizatorul lanseaza un program pentru vizualizarea paginilor web (browser);

- browserul este entitatea aplicaţie care va "negocia" pentru noi obtinerea paginii;

- nivelul aplicaţie va identifica existenţa resursei cerute de client (clientul este browserul, care-l reprezintă pe utilizator în această "tranzacţie") şi a posesorului acesteia (serverul - înţeles ca fiind entitatea ce oferă resursa cerută nu calculatorul central al unei reţele; in cazul nostru avem de-a face cu un server de web). Se realizeaza autentificarea serverului (se verifica dacă partenerul este într-adevar cine pretinde că este) şi se stabileşte dacă acesta este disponibil (poate şi vrea să ne satisfacă cererea).

- Nivelul sesiune va stabili o conexiune între procesul client şi procesul server;

- Nivelul transport se va ocupa de întreţinerea conexiunii şi de corectarea erorilor netratate la nivelul reţea;

- Nivelul reţea va asigura transferul datelor în secvenţe (pachete), stabilind drumul acestora între server şi client 

Lucrurile sunt ceva mai complicate decat în cele prezentate mai sus. Datele sosesc prin intermediul mediului de comunicaţie ca un flux de biţi. La nivelul legăturii de date, biţii sunt transformaţi în cadre, iar la nivelul reţea în pachete. În cele din urmă, datele ajung la nivelul aplicaţie unde sunt preluate de browser şi ne sunt prezentate. Fiecare nivel adaugă sau şterge o parte din informaţiile de control ataşate datelor de celelalte nivele.

    1.4 Modelul TCP/IP

    Modelul TCP/IP a fost utilizat de reţeaua ARPANET şi de succesorul acesteia, INTERNET, numele provenind de la protocoalele care stau la baza modelului: TCP (Transmission Control Protocol) si IP (Internet Protocol).

    Obiectivul central avut în vedere la proiectarea reţelei a fost acela de a se putea interconecta fără probleme mai multe tipuri de reţele, iar transmisia datelor să nu fie afectată de distrugerea sau defectarea unei părti a reţelei. În plus, arhitectura reţelei trebuia să permită rularea unor aplicaţii cu cerinţe divergente, de la transferul fişierelor şi până la transmiterea datelor în timp real (videoconferinţe).

    Modelul TCP/IP are doar patru nivele:

1. Nivelul gazdă-reţea

Modelul nu spune mare lucru despre acest nivel, esenţialul fiind acela ca, printr-un anumit protocol (nu se zice nimic despre el), gazda trimite prin intermediul reţelei pachete IP. Acest protocol misterios diferă de la o reţea la alta şi subiectul nu este tratat în literatura de specialitate.

2. Nivelul internet

Acest nivel este axul pe care se centreaza întreaga arhitectură, rolul sau fiind acela de a permite gazdelor să emită pachete în reţea şi de a asigura transferul lor între sursă şi destinatie. Se defineşte un format de pachet şi un protocol (IP), nivelul trebuind să furnizeze pachete IP la destinaţie, să rezolve problema dirijării pachetelor şi să evite congestiile (lucrează asemanator cu nivelui reţea din modelul OSI).

3. Nivelul transport

Este proiectat astfel încât să permită dialogul între entitaţile pereche din gazdele sursă şi destinaţie, pentru aceasta fiind definite două protocoale capat-la-capat: TCP si UDP.

Protocolul de control al transmisiei (TCP) permite ca un flux de octeţi emis de o maşina să fie recepţionat fără erori pe orice altă maşina din reţea. TCP fragmenteaza fluxul de octeţi în mesaje discrete pe care le pasează nivelului internet. La destinaţie, procesul TCP receptor reasamblează mesajele primite, reconstituind datele iniţiale. TCP realizează controlul fluxului de date pentru a evita situaţia în care un transmiţător rapid inundă un receptor lent cu mai multe mesaje decât poate acesta să prelucreze. TCP este un protocol orientat pe conexiune.

UDP (User Datagram Protocol- protocolul datagramelor utilizator) este un protocol nesigur, fără conexiuni, destinat aplicaţiilor care doresc să utilizeze propria secvenţiere şi control al fluxului şi nu mecanismele asigurate de TCP. Este un protocol folosit în aplicaţii pentru care comunicarea rapidă este mai importantă decăt acurateţea transmisiei, aşa cum sunt aplicaţiile de transmitere a sunetului şi imaginilor video.

4. Nivelul aplicaţie

Nivelul aplicaţie conţine protocoalele de nivel înalt, cum ar fi terminalul virtual (TELNET), transferul de fişiere (FTP) şi poşta electronică. Protocolul TELNET permite utilizatorului să se conecteze pe o maşina aflată la distanţă şi să lucreze ca şi cum s-ar afla într-adevar lângă aceasta. Pe parcurs s-au adăugat alte protocoale ca DNS (serviciul numelor de domenii), pentru stabilirea corespondenţei dintre numele gazdelor şi adresele reţelelor, NNTP- folosit pentru transferul articolelor (ştiri), HTTP-folosit pentru transferul paginilor web, e.t.c.

1.5. Clasificarea reţelelor

Urmează prezentarea câtorva tipuri de reţele (atât locale cât şi globale). Voi încerca să fac o trecere în revistă a topologiilor de reţea, a câtorva modalităţi de conectare la o reţea precum şi a câtorva protocoale de reţea.

         Avem în primul rând două mari categorii de reţele: reţele de tip LAN (Local Area Network)  şi reţele de tip WAN (Wide Area Network).  

    1. Reţeaua LAN este constituită din mai multe calculatoare care alcătuiesc o reţea, de regulă reţeaua e construită în interiorul unei clădiri sau cel mult pe o distanţă de câteva cladiri (din cauza unor restricţii de tip hardware – Exceptie fac LAN-urile cu transmisie de date prin cablu cu fibră optica).  

    Topologia reţelelor LAN poate fi construită în mai multe feluri ce difera intre ele prin intermediul modului de conectare a calculatoarelor intre ele.

    Reţelele de tip Client/Server folosesc un calculator separat (server) care lucreaza la nivel centralizat cu toate fişierele şi efectuează serviciile de tiparire pentru mai multi utilizatori. Clienţii din reţea sunt staţii de lucru (workstations) şi sunt conectate la server. Clienţii sunt reprezentaţi în general de calculatoare puternice dar pot aparea şi calculatoare mai slabe în timp de Serverul este în genere un calculator foarte puternic, în comparatie cu calculatoarele care urmeaza a fi legate la el, şi care este în asa fel configurat încât să ofere cele mai rapide răspunsuri pentru clienţii reţelei şi pentru a asigura cea mai bună protecţie din reţea pentru datele critice. Din cauză că Serverul trebuie să poată rezolva simultan mai multe solicitări este necesar ca el sa ruleze un sistem de operare (SO) care să fie specific destinat acestui lucru: aici se recomanda în general orice SO de tip *NIX cum ar fi Linux, Unix, FreeBSD, dar şi altele cum ar fi OS/2 sau Win NT. 

    Reţele de tip Peer-to-Peer nu folosesc acel calculator central numit Server, ci dimpotriva ele folosesc împreună unităţile de disc şi imprimantele sau de ce nu chiar fişiere şi programe. Însă acest tip de reţea are destul de multe defecte: deoarece un calculator de birou nu este un calculator super-performant cu SO-uri de tip *NIX instalate există pericolul destul de mare de altfel de a suprasatura staţiile de lucru dacă mai mulţi utilizatori accesează în acelaşi timp resursele aceluiaşi calculator.

    2. Reţeaua WAN este alcătuită din foarte multe calculatoare legate 

în reţea şi care este localizată pe o suprafaţă întinsă, în cazul Internet-ului pe tot globul. Reţeaua este alcatuită din multe servere care în general sunt maşini UNIX, care pot asigura un multitasking controlat şi un multithreading adevarat, spre deosebire de Windows care doar simuleaza doar (foarte bine într-adevar) aceste lucruri.

    În cadrul acestui tip de reţea se folosesc anumite protocoale pentru a putea transmite date în cadrul unui asemenea gigant. Se folosesc de asemenea adrese de locaţie numite adrese IP (Internet Protocol) cu ajutorul cărora serverele de Internet găsesc mult mai uşor calculatoarele din reţea. În cadrul acestei reţele se foloseşte un protocol de transfer de date care de fapt este o denumire colocviala pentru mai mult de 100 de protocoale diferite dar care au fost inglobate sub aceeaşi denumire TCP/IP (Transmission Control Protocol/Internet Protocol). Acest protocol cuprinde între altele şi protocoalele de Telnet (Terminal emulation), FTP (File Transfer Protocol), HTTP (Hyper Text Transfer Protocol), SMTP (Simple Mail Transfer Protocol). Acest protocol a fost elaborat de Ministerul Apararii Nationale din SUA in anii ’70 şi are, şi acum, cea mai larga arie de utilizare. Principalele avantaje pe care acesta le prezinta ar fi:

1. Independenţa de platformă. Protocolul TCP/IP nu a fost conceput pentru utilizarea într-un mediu destinat unui anumit tip de hardware sau software. A fost şi este utilizat în reţele de toate tipurile.

2. Adresare absolută. TCP/IP asigură modalitatea de identificare în mod unic a fiecărei maşini din Internet.

3. Standarde deschise. Specificaţiile TCP/IP sunt disponibile în mod public utilizatorilor şi dezvoltatorilor. Oricine poate să trimită sugestii de modificare a standardului.

4. Protocoale de aplicaţie. TCP/IP permite comunicaţia între medii diferite. Protocoalele de nivel înalt cum ar fi FTP sau TELNET, au devenit omogenizate în mediile TCP/IP indiferent de platformă.

    Conectarea la INTERNET a reţelelor WAN se poate face la noi prin doua modalităţi: prin modem sau prin cablu de televiziune. În ambele cazuri avem nevoie de un ISP (Internet Service Provider) care să furnizeze servicii de conectare la Internet. Aceste ISP-uri pot oferi o conectare mai rapidă sau mai lentă în functie de serverele pe care le posedă. Dacă Serverul este configurat să poată fi folosit şi ca Proxy atunci automat şi calitatea serviciului se va îmbunătăţii, un server de Proxy foloseşte disc-uri de cache astfel încât paginile şi în general informaţia pe care utilizatorul o cere prin intermediul protocoalelor se va descărca în primul rând pe acele disc-uri de cache asigurând astfel o comunicare mai bună cu clientul. Transmiterea datelor se face pe bucăţi numite „packages” care în cazul cel puţin al unui modem sunt destul de mici şi astfel se întalneşte de multe ori situaţia când serverul de pe care se ia respectiva informaţie stă şi aşteaptă ca propriul nostru calculator să primească acele packages. Mărimea acestor packages se numeşte MTU(Maximum Transfer Unit). În cazul unui modem de mică viteză, cu cât MTU-ul este mai mic cu atât mai bine, cu atât mai repede se desfăşoară transferul datelor.

    Conexiuni prin modemuri asincrone: ISP-ul asigură o conexiune de dial-up cu ajutorul unui protocol numit PPP (Point-to-Point Protocol) sau SLIP (Serial Line Internet Protocol).

• SLIP este un protocol extrem de simplu, care furnizează un mecanism de transmitere printr-o conexiune serială a pachetelor generate de IP (datagrame).     Transmite datagramele pe rând, separându-le printr-un octet numit SLIP END, pentru a sugera că marcheaza sfârşitul unui pachet. SLIP nu asigură mijloace de corectare a erorilor şi nici de comprimare a datelor, astfel că a fost înlocuit de PPP.

• PPP este un protocol pe trei niveluri care îmbunătăţeste fiabilitatea comunicaţiilor seriale TCP/IP prin asigurarea mijloacelor pentru corectarea erorilor şi pentru comprimarea datelor, caracteristici care îi lipsesc protocolului SLIP. Cele mai multe pachete TCP/IP contin suport pentru PPP, la fel ca si majoritatea ISP-urilor. Daca ar fi sa alegem ar trebui sa ne indreptam spre PPP deoarece asigura capacitate de transfer superioara si comunicatii mai sigure.

    1.6. Comunicarea prin intermediul HTTP (Hyper Text Transfer Protocol)

    Dupa cum îi spune şi numele, HTTP este un protocol care permite transformarea unor comenzi de formatare de text. Aceste comenzi sunt scrise în limbajul HTML (Hyper Text Markup Language) şi pot fi scrise cu orice tip de editor de texte fiind mai apoi interpretate de un parser integrat într-un Browser şi care astfel ne permite să vizualizăm pe Internet documente realizate în cele mai felurite moduri, în funcţie de imaginaţia şi resursele celui care a creat acel document. De fapt ce este HTML-ul mai exact?

    HTML-ul este un set de convenţii pentru marcarea porţiunilor de document astfel încât fiecare porţiune să apară cu format distinct atunci când documentul este accesat de un program de analiză sintactică (parser). HTML este limbajul de marcare ce stabileşte aspectul documentelor WWW (World Wide Web), iar prin intermediul browserelor se poate vedea documentul gata formatat. 

    HTML este de fapt un subset al standardului SGML (Standard Generalized Markup Language) si include capacitati care permit autorilor sa insereze hiperlegaturi care afiseaza alte documente HTML cand se executa clic pe ele.

1. INTRODUCERE 1

1.1. Topologia reţelelor de calculatoare 2

1.2. Protocoale de comunicare în reţea 3

1.3. Modelul arhitectural ISO-OSI 5

1.4. Modelul TCP-IP 10

1.5. Clasificarea retelelor 12

1.6. Comunicarea prin HTTP 15

(HyperText Transpher Protocol)

2. BAZELE INTRANETULUI 17

2.1. Avantajele intranetului 19

2.2. Scopurile intranetului 20

2.3. Nivele de utilizare 25

2.7. Aplicatii necomerciale ale intranetului 32

3. DEZVOLTAREA RETELELOR INTRANET 34

3.1. Servere Web 34

3.2. Modul de functionare al serverelor Web 36

3.3. Crearea unui sistem de fisiere sigur 38

3.4. Controlul accesului 43

3.5. Alegerea celei mai bune soluţii intranet 46

3.6. Crearea legăturii cu datele companiei 51

3.7. Decizia pentru crearea primului intranet 53

3.8. Crearea aplicatiilor intranet 54

3.9. Costurile si beneficiile intranetului 56

3.10. Exemplu de intranet pe piata romaneasca 63

4. STUDIU DE CAZ 75

5. CONCLUZII 83

BIBLIOGRAFE