Functionarea Retelelor Globale (wan)

Funcționarea rețelelor globale (WAN)

Cuprins

I. Introducere

II. Documente necesare pentru activitatea de predare

III. Resurse

Tema 1. Echipamente de rețea globală: rol și funcționare

Fișa suport: Echipamente de rețea globală: rol și funcționare

Tema 2. Rutare și protocoale de rutare

Fișa suport: Rutare și protocoale de rutare

IV. Fișa rezumat

V. Bibliografie

I. Introducere

Materialele de predare reprezintă o resursă – suport pentru activitatea de predare, instrumente auxiliare care includ un mesaj sau o informație didactică.

Prezentul material de predare se adresează cadrelor didactice care predau în cadrul școlilor postliceale, domeniul Informatică, calificarea Administrator rețele locale și de comunicații.

Modulul Funcționarea rețelelor globale (WAN) pentru care a fost elaborat materialul are alocate un număr de 120 ore, în următoarea structură:

Laborator tehnologic 60 ore

Activități de predare 60 ore

Parcurgerea modulului se face în săptămânile S33 – S36.

Absolvenții nivelului 3 avansat, școală postliceală, calificarea Administrator rețele locale și de comunicații, vor fi capabili să utilizeze echipamentele rețelelor de calculatoare, să cunoască și să utilizeze protocoale și terminologii de rețea, să cunoască și aplice topologii de rețele locale (LAN) și rețele globale (WAN), modele de referință OSI (Open System Interconnection), să utilizeze cabluri, unelte pentru cablarea structurată, router-e în conformitate cu standardele în vigoare.

II. Documente necesare pentru activitatea de predare

Pentru predarea conținuturilor abordate în cadrul materialului de predare cadrul didactic are obligația de a studia următoarele documente:

Standardul de Pregătire Profesională pentru calificarea Tehnician echipamente de calcul, nivelul 3 avansat – www.tvet.ro, secțiunea SPP sau www.edu.ro , secțiunea învățământ preuniversitar

Curriculum pentru calificarea Tehnician echipamente de calcul, nivelul 3 avansat – www.tvet.ro, secțiunea Curriculum sau www.edu.ro , secțiunea învățământ preuniversitar

Alte surse pot fi: …….

III. Resurse

Tema 1. Echipamente de rețea globală: rol și funcționare

Fișa suport: Echipamente de rețea globală: rol și funcționare

Această fișă vizează competența individuală:

Descrie rolul echipamentelor de rețea globală

Analizează comunicarea într-o rețea globală

ELEMENTE DE CONȚINUT:

Rețelele globale – WAN (WAN – Wide Area Network) au o arie de răspândire geografică de mărimea unui stat sau continent.

Menționăm că rețelele pot fi conectate între ele, permițând schimbul de informații. Conectarea unor calculatoare diferite se face conform unor standarde de rețea .

Legătura fizică dintre componentele rețelei se realizează prin cablurile și echipamentele specifice iar legătura logică este stabilită prin sistemul de operare.

Pentru funcționarea rețelelor globale avem în primul rând nevoie de echipamente de interconectare:

Punți (bridge)

Routere

Broutere (punți + routere)

Porți de interconectare (gateway)

Calculatoarele dintr-o rețea pot fi:

de același tip, în cazul rețelelor omogene

de tipuri diferite, în cazul rețelelor eterogene

Definim acum principalele echipamente de interconectare:

Punțile (bridges) realizează conectarea a două rețele de calculatoare, care prelucrează informația în funcție de adresa destinatarilor și a expeditorilor.

Porțile (gateways) permit conectarea unor rețele de calculatoare care folosesc protocoale diferite.

Brouterele (brouters) permit utilizatorilor să dispuna bridge-uri pentru a interconecta 2 sau mai multe LAN-uri și mai târziu să invoce facilități de router odata ce sunt adaugate noi protocoale rețelei.

Routerele (routers) controlează fluxul de informații și optimizează căile de transfer a datelor; acestea sunt capabile să traducă protocoalele de comunicare diferite.

Nu putem considera însă că definițiile anterioare sunt suficiente pentru a cunoaște atât rolul cât și funcționarea celor mai folosite echipamente de rețea globală WAN. În acest sens, vă vom oferi informații suplimentare utile:

Bridge-uri. Bridge-urile conectează două sau mai multe LAN-uri la nivel MAC (subnivel din nivelul 2 al stivei de protocoale OSI) al LAN-ului. Cele mai multe probleme legate de standarde apar atunci când trebuie conectate două sau mai multe rețele. O soluție pentru aceste situații este utilizarea unui anume dispozitiv care conectează două sisteme de comunicație și care prelucrează pachetele de date în funcție de adresa expeditorului și a destinatarului; orice astfel de dispozitiv poartă denumirea de bridge. Acesta, dacă primește pachete de date (cadre), va retrimite pachetele de date LAN-urilor interconectate, bazându-se pe un algoritm de expediere (forwarding) selectat de producător ca de exemplu dirijare explicită, filtrare de adrese dinamică, filtrare de adrese statică. Trebuie utilizat la nivel MAC același protocol atât pentru LAN-ul ce recepționează cât și pentru LAN-ul transmițător pentru a citi pachetul de date. In acest sens, există și bridge-uri de translatare pentru cazul unor MAC-uri diferite dar unii administratori utilizează routere pentru a îndeplini această funcție.

Pentru rețele cât mai complexe bridge-urile oferă administratorului de rețea posibilitatea de a diviza rețeaua în segmente logice mai mici pentru a o face mai ușor de administrat. De asemenea, bridge-urile refac electric semnalele astfel încât zgomotul nu se propagă mai departe în rețea (nu se întâmplă acest lucru la repertoare).

Un bridge unește cele două rețele legate la el astfel încât ele par a fi o singură rețea. De exemplu, având serverele S1 și S2, atunci când calculatorul C1 (un client) face acces la unul din servere, nu conteaza că ele se află pe rețele diferite; sistemul bridge copiază toate mesajele de pe interfața de rețea numărul 1 pe interfața numărul 2, chiar dacă sursa și destinatarul se află pe aceeași parte a lui. De asemenea, el nu dă atenție conținutului mesajelor.

Deși bridge-urile care fac legătura segment-la-segment se întâlnesc destul de des iar segmentele legate în cascade multiple sunt posibile, traficul destinat pentru un nod aflat la distanță trebuie să treacă totuși prin mai multe bridge-uri; din această cauză este posibilă o degradare a calității serviciului prin întârzieri și pierderi de cadre.

Bridge-urile multiport permit mai multor LAN-uri să partajeze unul și același bridge. Echipamentele comunică unul cu altul prin bus-ul intern al bridge-ului. Costul per port al bridge-ului poate fi redus prin partajarea resurselor și printr-o administrare mai bună a rețelei.

O altă problemă este conectarea a două rețele ce folosesc diferite tipuri de cabluri. Această problemă este ușor de rezolvat în anumite situații particulare de rețele (exemplu: Ethernet) care pot folosi diverse tipuri de cabluri și pot fi conectate la diverse alte tipuri de rețele. Dacă vrem să interconectăm rețele care folosesc diverse tipuri de cablu putem avea probleme dar care pot fi rezolvate cu ajutorul unui calculator cu interfețe pentru fiecare rețea și cu un program care realizează funcția de bridge.

Un bridge este format dintr-un întreg sistem: calculator, soft și interfețe de rețea; astfel, softul de bridge preia mesajele de la o conexiune și le transferă la cealaltă.

Sistemele bridge mai fac de asemenea o filtrare. Dacă un bridge ar transfera toate pachetele pe care le primește, atunci fiecare rețea ar avea pe lângă traficul ei și întregul trafic de pe cealaltă parte a bridge-ului. Pentru a evita un astfel de trafic suplimentar celeilalte rețele, sistemele bridge realizează filtrarea. Sistemele pot fi configurate pentru a ști ce adrese se află de o parte și de cealaltă parte a lor sau ele chiar pot învăța singure prin simpla urmărire a traficului pachetelor.

Principala calitate a software-ului de bridge este că el nu schimbă conținutul mesajului, pentru că el nu înțelege nimic din “limba” în care este scris mesajul. In acest sens, bridge-ul poate fi foarte rapid, deoarece face foarte puține prelucrări asupra pachetelor.

În lista de îmbunătățiri adăugate în ultimul timp bridge-urilor întâlnim: o tabelă de adresare mai mare, o filtrare de cadru complexă, un debit de informație mărit, echilibrarea încărcării, o diversitate mai mare de interferențe, redundantă și suport pentru capabilități de administrare rețea (incluzând protocoale standard).

Brouterele permit utilizatorilor să dispună de bridge-uri pentru a interconecta două sau mai multe LAN-uri și mai târziu să invoce facilități de router odată ce sunt adăugate noi protocoale rețelei. Suportul de dirijare este utilizat pentru protocoale de inter-rețea corespunzătoare nivelelor de sus OSI (network, transport, session, presentation, application), ca și pentru alte standarde internaționale.

Bridge-urile “transparente” nu cer utilizatorului să specifice calea către destinație utilizate în Ethernet; ele trebuie să mențină o tabelă de adresare. La-nceput aceste tabele erau capabile să memoreze între 2000 și 5000 de intrări; dar acum, bridge-urile mai noi pot stoca până la 60.000 de intrări. Prin contrast, bridge-urile destinație utilizate în LAN-uri de tip token-ring, cer ca stațiile ce transmit să asigure informații asupra modului de a ajunge la destinație a datelor transmise.

Tabela de adresare a unui bridge transparent este actualizată printr-o metodă statică sau dinamică:

în varianta statică, administratorul LAN specifică dacă un cadru de date pentru o anumită destinație necesită sa fie dirijat la un alt LAN.

în varianta dinamică, bridge-ul construiește propria tabelă de adrese prin “observarea” traficului. Fiecare bridge din rețea trebuie să mențină o tabelă de intrări pentru toți utilizatorii activi. Pentru a elimina intrările din tabelă ce nu au avut trafic de o anumită perioadă de timp bridge-ul utilizează diverse tehnici de “învechire” in cazul în care dimensiunea tabelei este limitată. De asemenea, este utilizată o tehnică de “inundare” când un cadru sosește la un bridge având o destinație ce nu se află în tabelă; acest lucru are însă un impact negativ asupra performantelor generale ale bridge-ului. De aceea în general se recomandă o tabelă de adresare mai mare.

Filtrarea cadrelor și rata (debitul) de retransmisie (forwarding) a cadrelor, poate varia între câteva mii de cadre pe secundă, la câteva zeci de mii pentru gama medie de bridge-uri și până la câteva sute de mii pentru bridge-urile din gama de mare performanță.

Bridge-urile ce suportă FDDI au pătruns deja pe piată, ca și bridge-urile ce utilizează canale necablate (wireless) pentru interconectari bridge la bridge.

În ultimele implementări ale acestor echipamente de interconectare diferențele între bridge-uri, routere și hub-uri încep să se piardă.

Integrarea de funcții de bridge, router și hub este realizată prin încărcarea software-ului specific platformelor hardware disponibile sau prin adăugarea unui modul de bridge sau router unui hub pentru cablaje (wiring hub).

Router-e. Router-ele sunt echipamente de dirijare (routing) a traficului de date; ele realizează conexiuni la un nivel arhitectural superior față de bridge-uri; acestea asigură controlul fluxului pentru pachetele de date recepționate din LAN. Astfel crește siguranța conexiunii, permițând și utilizarea unei varietati de subrețele de interconectare. Diferite pachete pot, în principiu, să fie dirijate prin rețele diferite, de exemplu, pentru securitate sau din motive de cost.

Un router poate filtra mesaje care nu necesită transferul; în plus, unele routere pot fi programate să blocheze sau să permită trecerea doar a mesajelor de la anumite adrese.

De asemenea observăm că dacă cele două rețele utilizează tehnologii de transport diferite (de exemplu, una utilizează Ethernet iar cealaltă Token Ring) atunci sistemul router este brouter (este în același timp și bridge și router).

Un router este considerat “deștept” în sensul că știe ce adrese aparțin fiecărei rețele; el poate filtra mesajele care nu necesită transfeă rețele utilizează tehnologii de transport diferite (de exemplu, una utilizează Ethernet iar cealaltă Token Ring) atunci sistemul router este brouter (este în același timp și bridge și router).

Un router este considerat “deștept” în sensul că știe ce adrese aparțin fiecărei rețele; el poate filtra mesajele care nu necesită transferul pe cealaltă rețea. De exemplu, mesajele de la calculatorul 1 la calculatorul 8 vor fi transferate de pe reteaua A pe reteaua B, dar mesajele de la calculatorul 1 la calculatorul 3 nu vor fi transferate.

Routerele operează cu un protocol WAN specific sau cu un număr de protocoale. Dacă sunt utilizate protocoale multiple pentru interconectarea LAN-urilor, un manager poate avea două soluții:

selectează un router separat pentru fiecare protocol sau

să aibă un router capabil de a recunoaște mai multe protocoale.

Unul dintre dezavantajele router-elor, relativ la bridge-uri, se referă la reducerea ratei de filtrare a pachetelor.

Gateway-uri. În situația în care conectarea main-frame-urilor, a minicalculatoarelor, a calculatoarelor personale și a rețelelor locale s-ar face instantaneu, adică toate calculatoarele ar “vorbi” aceeași limbă, totul ar fi mult mai ușor. Însă aici apare o reală problemă dar care este rezolvabilă de către sistemele gateway care preiau rolul de traducator. Ele se află între două sisteme și convertesc cererile expeditorului în formatul care poate fi înțeles de destinatar. În acest sens, sistemele gateway pot conecta calculatoare personale la main-frame-uri, minicalculatoare și alte calculatoare care folosesc și alte sisteme de operare (exemplu: Novell oferă o gateway care traduce “limba” sau protocolul și permite calculatoarelor Macintosh să poată folosi fișiere și imprimante de pe sisteme NetWare ca și când ar fi servicii originale Macintosh). Gateway-urile sunt utilizate pentru interconectarea LAN-urilor ce utilizează protocoale complet diferite la toate nivelele de comunicație. Translația completă a unitatilor de date receptionate, dintr-un protocol în altul complet diferit, afectează viteza de transmisie. Interconectarea unei rețele IBM SNA (Systems Network Architecture) cu o rețea DEC-net (Drug Evaluation in Children) este un exemplu tipic de utilizare a unui gateway.

Dealtfel, discuția cu un main-frame este ușoară dacă doriti să fiți doar terminal; în schimb, dacă doriti să fiți ceva mai sofisticat (exemplu: un alt calculator) aveți nevoie de o “barieră” complicată și puternică; în acest caz, un sistem gateway trebuie pe de o parte să “înțeleagă” limba sistemului “străin” și, pe de altă parte, trebuie să se poată conecta fizic la acel sistem.

La nivel fizic, pentru funcționarea rețelelor globale avem nevoie alături de echipamente de interconectare și de medii de comunicare specifice.

În acest sens, mediile de comunicare necesare sunt :

perechi torsadate (cablu de telefon sau de rețea)

cablu coaxial (exemplu: cablu utilizat în rețelele de antenă TV)

fibra optică

spațiul liber (telefonie celulară, unde radio terestre, unde radio prin satelit, unde laser, microunde, unde meteorice)

Fiecare dintre aceste medii se diferențiază pe rând în funcție de:

baza de instalare,

capacitatea de transmitere a informației,

imunitatea la zgomot,

proprietarul infrastructurii,

ușurința de instalare,

alți factori.

Pentru obiectivul nostru, sistemul media din cadrul nivelului fizic poate fi caracterizat prin capacitatea de a transporta informația, imunitatea la zgomot, ușurința de instalare sau prin frecvența utilizării de abonați:

Rețelele actuale, în mare măsură, sunt conectate prin fire sau cabluri, care acționează ca mediu fizic de transmisie în rețea, transportând semnalele între calculatoare.

Există diverse tipuri de cabluri, care pot îndeplini cerințele oricăror rețele, de la cele mai mici până la cele mari.

Coaxial

Torsadat (twisted-pair)

Neecranat (Unshielded Twisted Pair – UTP)

Ecranat (Shielded Twisted Pair – STP)

Fibră optică

Cablul coaxial. Deoarece cablul coaxial era relativ ieftin, ușor, flexibil și simplu de instalat acesta a fost cândva cel mai frecvent utilizat pe scară largă în cadrul rețelelor.

În cea mai simplă formă a sa, cablul coaxial era format dintr-un miez de cupru solid, înconjurat de un înveliș izolator (PVC, teflon), apoi de un strat de ecranare format dintr-o plasă metalică (cupru sau aluminiu) și de o cămașă exterioară de protecție.

Ecranarea se referă la plasa de metal (sau din alt material) împletită sau răsucită care înconjoară anumite tipuri de cabluri. Ecranele protejează datele transmise prin cablu, absorbind semnalele parazite (zgomot), astfel încât acestea să nu pătrundă în cablu și să distorsioneze datele.

Miezul unui cablu coaxial transportă semnalele electronice care reprezintă datele. Acest miez poate fi solid sau multifilar (lițat). Miezul solid este de obicei din cupru. Miezul este înconjurat de un strat izolator dielectric, care îl separă de plasa de sârmă. Aceasta acționează ca masă de semnal și protejează miezul de zgomot (semnale parazite) și diafonie.

Diafonia (crosstalk) este determinată de interferență cu semnalul de pe un fir alăturat.

Miezul conductor și plasa de sârmă trebuie să fie întotdeauna separate printr-un strat izolator. Dacă se ating, se produce un scurtcircuit, iar zgomotul sau semnalele parazite din plasa metalică vor ajunge în firele de cupru. Acest lucru duce la distrugerea datelor.

Există două tipuri de cablu coaxial:

Subțire (thinnet)

Gros (thicknet)

Cablul coaxial subțire. Cablul coaxial subțire este un cablu flexibil, de aproximativ 0.6 cm grosime. Deoarece acest tip de cablu este flexibil și simplu de instalat, poate fi folosit în aproape orice tip de rețea. În cadrul rețelelor, cablul coaxial subțire se conectează direct la placa de rețea. Poate transporta un semnal la aproximativ 185 metri, după care semnalul începe să se atenueze.

Cablul coaxial gros. Cablul coaxial gros este un cablu coaxial relativ rigid, de aproximativ 1.2 cm diametru.

Se mai numește și Ethernet Standard deoarece a fost primul tip de cablu folosit pentru cunoscuta arhitectură de rețea Ethernet.

Miezul său de cupru este mai gros decât cel al cablului coaxial subțire. Cu cât este mai gros miezul de cupru, cu atât cablul poate transporta semnalul pe o distanță mai mare. Prin urmare, cablul coaxial gros poate transporta semnalele mai departe decât cablul coaxial subțire, și anume pe o distanță de 500 de metri.

Conexiuni pentru cabluri coaxiale. Pentru a stabili conexiunea dintre cablu și calculator, atât cablul coaxial subțire, cât și cel gros folosesc componente de conectare BNC (British Naval Connector):

Conector de cablu BNC (mufă) – este sertizat sau lipit la capătul cablului.

Conector BNC T – cuplează placa de rețea din calculator la cablul de rețea.

Conector BNC bară – folosit pentru a concatena (uni) două segmente de cablu coaxial subțire, în vederea obținerii unui segment de lungime mai mare.

Terminator BNC – încheie (termină) fiecare capăt al unui cablu de magistrală pentru a absorbi semnalele parazite. Trebuie știut că fără terminatoare BNC, o rețea magistrală nu poate funcționa.

Cablul torsadat. Într-o descriere sumară, cablul torsadat (twisted-pair) constă din două fire de cupru izolate, răsucite unul împrejurul celuilalte.

Există două tipuri de cablu torsadat: neecranat (Unshielded Twisted Pair – UTP) și ecranat (Shielded Twisted Pair – STP).

Cablul torsadat neecranat (UTP) care folosește specificația 10BaseT este cel mai cunoscut tip de cablu torsadat și este principalul mediu utilizat în cablarea rețelelor LAN. Lungimea maximă a segmentului este de 100 de metri.

Cablul UTP constă din două fire de cupru izolate.

În funcție de scopul propus, există specificații UTP care precizează câte răsuciri sunt permise pe fiecare metru de cablu. Specificațiile cablului UTP sunt cuprinse în standardul 568 al asociațiilor EIA/TIA (Electronic Industries Association și Telecommunications Industries Association) referitor la cablarea clădirilor comerciale.

Aceste standarde conțin cinci categorii de cabluri UTP:

• Categoria 1 se referă la cablul telefonic UTP tradițional, care poate transmite vocea, însă nu și date.

• Categoria 2 conține certificarea cablului UTP pentru transmisii de date de până la 4 Mbps. Are în componență patru perechi torsadate.

• Categoria 3 conține certificarea cablului UTP pentru transmisii de date de până la 10 Mbps. Are în componență patru perechi torsadate, cu trei răsuciri pe picior de cablu.

• Categoria 4 conține certificarea cablului UTP pentru transmisii de date de până la 16 Mbps. Are în componență patru perechi torsadate.

• Categoria 5 conține certificarea cablului UTP pentru transmisii de date de până la 100 Mbps. Are în componență patru perechi de fire de cupru torsadate.

Așadar în ziua de astăzi cel mai des folosit tip de cablu UTP este cel de categoria 5, care este alcătuit din 4 perechi răsucite (8 fire). Fiecare este colorat ca în imaginea de mai jos. Conform standardului IEEE de conectare se utilizează numai două perechi de fire conectate la pinii 1,2 respectiv 3 și 6.

Ordinea standard a culorilor pentru un cablu UTP CAT5 este cea din figură:

Cablul “crossover” utilizat la conectarea a două calculatoare direct prin cablul UTP este configurație standard dar cu schimbarea la un singur capăt a conexiunii prin inversarea pinilor 1,2 cu 3 și 6; respectiv 1 cu 3 și 2 cu 6. Ordinea crossover a culorilor devine:

O problemă care poate apărea la toate tipurile de cabluri este diafonia (crosstalk). Diafonia este determinată de amestecul (interferența) semnalelor utile cu semnalele provenite din firele alăturate. În special cablul UTP este predispus la diafonie. Pentru a reduce efectul de diafonie se folosește ecranarea.

Cablul torsadat ecranat (STP) are un înveliș protector de calitate mai bună decât cea a cablului UTP. De asemenea cablul STP include o folie dispusă între și în jurul perechilor de fire. Aceste elemente asigură cablului STP o protecție foarte bună a datelor transmise împotriva interferențelor externe. Prin urmare, cablul STP este mai puțin afectat de interferențe electrice și asigură transferul datelor cu viteze superioare și pe distanțe mai mari decât cablul UTP. Există de asemenea și cablu UTP ScTP (Screened Twisted Pairs) la care sunt ecranate perechile individual precum și întregul cablu în ansamblu.

Conexiuni pentru cablul torsadat:

Conectori pentru calculator: cablurile torsadate folosesc pentru cuplarea la calculator conectori RJ-45. Aceștia se aseamănă cu conectorii telefonici RJ-11. Conectorul RJ-45 are dimensiuni mai mari. Conectorul RJ-45 conține opt conectori pentru fire, în timp ce RJ-11 are numai patru.

Dulapuri de distribuție cu sertare (Rack)

Panouri de conectare extensibile

Fișe de conectare

Prize de perete

Cablul de fibră optică. În acest tip de cablu, fibrele optice transportă semnale de date digitale sub forma unor impulsuri luminoase modulate. Este un mod relativ sigur de transmisie a datelor, deoarece prin fibră optică nu se transportă impulsuri electrice. Ca urmare, datele transmise prin cabluri de fibră optică nu pot fi interceptate, așa cum se întâmplă uneori în cazul cablurilor din fire de cupru, care transportă datele sub formă de semnale electrice. Cablul de fibră optică este indicat pentru transmisii de date de mare viteză și capacitate la distanță foarte mare, datorită purității semnalului și lipsei interferențelor electromagnetice.

Fibrele optice sunt alcătuite dintr-un cilindru de sticlă extrem de subțire, numit miez, înconjurat de un strat concentric de stică, numit armătură. Uneori fibrele sunt construite din materiale plastice. Acestea sunt mai ușor de instalat, însă nu pot transporta impulsurile de lumină pe distanțe la fel de mari ca fibra de sticlă. Fiecare fibră de sticlă transmite semnalele într-o singură direcție; cablul este alcătuit din două fibre, fiecare în propriul înveliș (kevlar).

Una din fibre este folosită pentru a transmite, iar cealaltă pentru a recepționa semnale.

Transmisiile prin cablu de fibră optică nu sunt supuse interferențelor electrice și sunt foarte rapide (se folosesc frecvent pentru transmisii la 100Mbps, dar s-a demonstrat că suportă și viteze de peste 1Gbps). Semnalul – impulsul luminos – poate fi transmis pe distanțe mari.

Dificultatea montării și fragilitatea mecanică a fibrei în montaje exterioare reprezintă principalele dezavantaje utilizării pe scară largă a fibrei optice. Astfel, un cablu din fibră optică trebuie sudat cu dispozitive speciale scumpe iar la montajul exterior (pe stâlpi) trebuie asigurat din punct de vedere mecanic prin utilizarea unui cablu de oțel.

Comunicația fără fir. Infrastructura clasică pe bază de cupru sau fibră pare să fie insuficientă pentru a menține conectivitatea dintre utilizatori și servicii în timpurile de azi în care nevoia de comunicare a oamenilor este tot mai mare.

În acest sens, sistemele fără fir, ca cel de transmisie radio terestră, au apărut ca un prim nivel de broadcasting de sunet și ca un substitut al telefonului fix.

Mai târziu, s-au lansat sateliții de comunicație care au făcut posibilă eliminarea necesității unei linii de vizibilitate directă între receptori și sursa serviciilor pentru unde radio spațiale.

De asemenea, sistemul de telefonie mobilă a satisfăcut nevoia de comunicare permanentă a utilizatorilor în mișcare, iar rețelele locale fără fir au apărut pentru nevoia de a conecta utilizatorii în rețele de date, fără a pune la punct o infrastructură complexă și costisitoare de cablu de cupru sau fibră.

Spre deosebire de mediu fizic de transmisie în rețea (perechile torsadate, coaxial, fibră optică), media de spațiu liber este specific utilizării în domeniul public (exemplu: utilizarea lui este reglată cu atenție în cadrul geographic).

De asemenea s-a demonstrat că un spectru electromagnetic este divizat de cei care doresc să-l utilizeze în comunicații. De exemplu, frecvențele 88MHz-1GHz sunt rezervate pentru radio FM și emisiuni TV iar frecvențele înalte 2GHz-500GHz sunt folosite pentru sistemele de comunicații cu microunde.

Capacitatea de transmitere a informațiilor a unei părți a spectrului crește până la lărgimea unei benzi de trecere (diferența dintre cea mai joasă frecvență și cea mai înaltă, într-un spectru de bandă dat), crește în condițiile în care celelalte elemente sunt egale. Figura de mai jos ne arată un spectru electromagnetic situat între 10KHz și 1000THz. În această ordine de idei, figura evidențiază atât ariile spectrului care au fost preluate de serviciile de comunicații obișnuite (exemplu: Radio și TV) cât și capacitatea spectrală a altor forme de medii fizice discutate în această secțiune. Depinzând de frecvența particulară, spațiul liber de mediu este mai mult sau mai puțin imun la zgomot.

În general spațiul liber media are o caracteristică de imunitate față de zgomot mai apropiată de perechea torsadată decât cea coaxială sau decât fibra optică. Desigur, distorsiunile electrice (exemplu: pana de curent) reprezintă o problemă la frecvențe joase; în schimb, la frecvențe înalte sunt în mod obișnuit preîntâmpinate alte forme de interferență. În altă ordine de idei, pentru a obține licență de operare pentru o anumită arie a unui spectru, nu există probleme de instalare care să afecteze spațiul liber de mediu.

Deoarece în ultimii ani a crescut în mod accentuat tehnologia radio (telefoane celulare, sisteme PCS și LAN-wireless) utilizarea spațiului liber pentru comunicație este tot mai populară; în plus, dezvoltările tehnologice permit o cât mai bună exploatare a spectrului.

Rețelele wireless și prin fibră optică au fost studiate mai atent în alte situații anterioare.

Realizarea patch-urilor UTP straight, crossover și rollover.

Cele mai întâlnire cabluri UTP Cat5 sunt cele ce conțin 4 perechi de fire. Aceste fire sunt colorate diferit: sunt 4 culori pline și 4 culori ce conțin combinate cu alb. Perechile sunt de genul: firul alb-portocaliu, firul portocaliu, etc.

Mufele RJ-45 folosite pentru terminarea cablurilor UTP conțin 8 găuri în care trebuie introduse cele 8 fire. Cu un clește de sertizat acum se sertizează mufa.

În dreptul fiecărei găuri din mufă se află o lamelă metalică care inițial este deasupra găurii, astfel încât firul intră ușor. În timpul acestui proces de sertizare lamela metalică din dreptul fiecărei găuri este apăsată și străpunge firul și astfel se realizează contactul electric.

Trebuie să fim foarte atenți la detorsadarea firelor: atunci când este îndepărtat manșonul de plastic și sunt detorsadate perechile pentru a putea introduce firele în mufă, trebuie avută mare grijă ca bucata de cablu detorsadat să fie cât mai mică.

În caz contrar, va apărea o interferență între fire, generând crosstalk.

În mod practic, trebuiesc tăiați cam 3-4 cm din manșon, apoi trebuie detorsadate firele, trebuie aranjate în ordinea dorită, iar apoi cu ajutorul unor lame pe care le are cleștele de sertizat, trebuiesc tăiate firele, lăsând cam 3/4 din lungimea mufei. În acest fel firele vor ajunge până în capătul mufei, asigurând un contact electric perfect, iar bucata detorsadată va fi aproape inexistentă, minimizând riscul apariției crosstalk-ului.

Pentru mufarea cablurilor UTP există două standarde care specifică ordinea firelor în mufă și anume:

EIA/TIA 568A,

EIA/TIA 568B.

Acest lucru se vede grafic în figura următoare:

Același lucru este exprimat în mod structurat în tabelul ce urmează :

În cazul acestor tehnologii folosite, 100BaseTX și 10BaseT, transmisia și recepția se fac pe câte o pereche.

Cu alte cuvinte, doar două dintre aceste 4 perechi sunt folosite și anume perechile portocaliu și verde (respectând standardele de mai sus). Pinii pe care se face transmisia și recepția sunt 1,2,3 și 6. Astfel, se folosesc două fire pentru transmisie ( și ) și două pentru recepție (Rx+ și Rx-).

Firele de Tx și firele de Rx trebuie să facă parte din aceeași pereche! Observăm că prima pereche ajunge pe pinii 1 și 2, iar a doua pereche pe pinii 3 și 6, adică exact pe acei pini folosiți. Dacă nu este respectat standardul există marele risc ca cele două fire folosite pentru Rx sau Tx să nu facă parte din aceeași pereche, moment în care torsadarea nu mai este practic folosită și nu se vor mai anula câmpurile electrice generând interferențe serioase (adică: ori nu va merge, ori va merge extrem de prost).

Este important de știut și de respectat că, în general, în Europa se folosește standardul 568B iar în Statele Unite 568A. Aparent nu contează care din aceste standarde este folosit atât timp cât ambele mufe (de la cele două capete) sunt făcute folosind același standard. Dar atunci când se lucrează într-o rețea de mari dimensiuni, lucrează mai mulți oameni care poate nu vor discuta între ei și deci nu se vor pune de acord cum să facă mufele. Astfel, cea mai sigură soluție este ca toată lumea să respecte același standard, astfel fiind reduse foarte mult problemele generate de erori umane.

Există 3 mari tipuri de cabluri:

Cablul normal, sau direct (straight-through) – are ambele capete sertizate folosind același standard (fie A-A – în SUA, fie B-B în Europa). Se folosește atunci când conectăm o stație într-un switch sau un hub. Aceste echipamente, în momentul în care trimit biții de la un port la altul, inversează Tx-ul cu Rx-ul, adică ceea ce transmite o stație pe primii doi pini ajunge la cealaltă stație pe pinii 3 și 6 de Rx.

Imaginea din stânga este elocventă pentru acest tip de cablu (cablu direct):

A doua categorie de cablu (cablul inversor) este evidențiată prin intermediul figurii din dreapta sus.

Cablul inversor (cross-over) – când vrem să conectăm direct două stații între ele fără a mai folosi un alt echipament, trebuie să avem în vedere că ceea ce transmite o stație trebuie să ajungă la cealaltă în pinii de Rx, iar pentru că nu mai avem un echipament care să ne facă această inversare, trebuie să o facem singuri, folosind un cablu inversor. Acest cablu inversează practic pinii 1 și 2 cu pinii 3 și 6, adică pinul 1 ajunge în cealaltă parte la pinul 3 și pinul 2 la pinul 6. Acest cablu se realizează făcând o mufă pe standardul A și una pe standardul B (se inversează perechile portocaliu cu verde).

Cablul de consolă (rollover) se folosește când vrem să ne conectăm la consola unui router, care este un port de comunicație serială prevăzut cu o mufă RJ45. Celălalt capăt îl introducem într-un adaptor RJ45 – DB9 (sau DB25) pe care îl folosim la portul serial al calculatorului. Acest tip de cablu are pinii în oglindă, adică pinul 1 ajunge la pinul 8, 2 la 7, etc.

Tema 2. Rutare și protocoale de rutare

Fișa suport: Rutare și protocoale de rutare

Această fișă vizează competența individuală:

Analizează comunicarea într-o rețea globală

ELEMENTE DE CONȚINUT

Prezentare generalǎ

Rutarea este un termen folosit în rețele pentru a desemna procesul de alegere a căii prin care un pachet este transmis între două rețele diferite.

Rutarea este bazată pe o tabelă care are în principal următoarele câmpuri:

adresa rețelei (net-address),

masca rețelei (netmask),

adresa următorului router (next-hop) și/sau

adresa interfeței de ieșire.

Routerele sunt echipamentele care efectueazǎ rutarea informației între rețele.

Rutarea este reprezentată de un set de instrucțiuni care permite informației sǎ ajungǎ de la o stație sursǎ, aflatǎ în rețeaua A, la o stație destinație, aflatǎ în rețeaua B.

Aceste instrucțiuni sunt cunoscute ca rute.

În funcție de numărul de stații care trebuie să primească un mesaj, putem avea următoarele tipuri de mesaje:

mesaje unicast: sunt destinate unei singure stații;

mesaje multicast: sunt destinate tuturor stațiilor dintr-un grup de stații identificate de o adresă de multicast;

mesaje broadcast: sunt destinate tuturor stațiilor din rețea;

mesaje anycast: sunt destinate oricarei stații dintr-un grup de stații (și numai uneia).

Rutarea directează drumul pachetelor ce conțin adrese logice dinspre sursă spre destinația finală prin noduri intermediare numite rutere. Procesul de rutare folosește pentru directare, de obicei, tabele de rutare pe care le gestionează ruterele, care mențin o înregistrare a celor mai bune rute către diferite destinații din rețea.

Rețelele mici pot gestiona tabele de rutare configurate manual. Rețelele mari implică însă topologii mari care se schimbă constant, făcând utilizarea manuală a tabelelor de rutare foarte dificilă, uneori chiar imposibilă.

Procesul de rutare are două părți distincte:

Determinarea căii optime, în care routerul folosește informațiile din tabela de rutare (inclusiv cele introduse de protocoalele de rutare) pentru a învăța interfața de ieșire cea mai potrivită pentru a trimite pachetele la o anumită destinație

Comutarea pachetelor care asigură trimiterea unui pachet primit pe o interfață (de intrare) pe interfața de ieșire optimă.

Determinarea căii optime

Această parte a procesului de rutare duce la crearea unei tabele de rutare, care conține următoarele informații:

adresa rețelei și masca de rețea

adresa următorului router și/sau interfața de ieșire pentru destinația respectivă

metrica și distanța administrativă

Rețelele sunt plasate în tabela de rutare în ordinea descrescătoare a măștii de rețea (de la rețele mai mici la rețele mai mari), iar routerul le parcurge liniar.

Metrica și distanța administrativă sunt cele două metode de diferențiere între diferitele rute către aceeași destinație. Distanța administrativă va face diferența între diferitele tipuri de rute (statice, dinamice și direct conectate). Felul în care se calculează metrica diferă de la un protocol de rutare la altul, însă în general sunt incluse informații ca întârzierea, lărgimea de bandă, distanța, cantitatea de trafic. Metrica este relevantă doar pentru rute generate de același protocol de rutare, de aceea are o importanță mai mică decât distanța administrativă.

Pentru rutele dinamice, procesul de alegere a căii optime este următorul:

este introdusă rețeaua destinație dacă aceasta nu există încă în tabela de rutare;

sunt comparate distanța administrativă și metrica dacă rețeaua destinație este o subrețea a unei intrări din tabela de rutare astfel:

dacă acestea sunt identice sau ruta existentă are o metrică mai bună, nu se efectuează nici o modificare;

dacă însă ruta nouă este mai bună, se va introduce o nouă intrare în tabela de rutare, înaintea vechii intrări, astfel încât routerul să folosească această rută;

intrarea este înlocuită în situația în care rețeaua există deja în tabela de rutare iar noua rută este mai bună.

Routerele mențin starea rutelor în tabela de rutare, dar nu și starea pachetelor individuale, deoarece acest lucru ar însemna o întârziere a comutării. Mai mult, unele rutere folosesc, pentru identificarea rapidă a interfețelor de ieșire, o a doua tabelă numită FIB (engleză: forward information base); această tabelă este optimizată pentru căutarea rapidă a interfețelor.

Comutarea pachetelor este funcția de bază a unui router. Pentru a o îndeplini în mod corespunzător, routerul trebuie să efectueze următoarele operații:

să examineze fiecare pachet sosit și să determine tipul și adresa destinație ale acestuia

să determine adresa următorului router (sau a destinației) către care respectivul pachet trebuie trimis prin examinarea tabelei de rutare

să determine interfața pe care urmează să fie transmis pachetul

să determine adresa de nivel legătură de date a următorului router (sau a destinației)

să reîncapsuleze pachetului cu informațiile de nivel doi și trei corespunzătoare și să-l trimită pe interfața către destinație.

Crearea tabelei de rutare a fost descrisă în secțiunea anterioară. Observăm că, dacă tabela nu conține interfața, ci doar adresa următorului router (next hop), este aleasă interfața aflată în aceeași rețea cu routerul următor; dar dacă adresa de nivel legătură de date a acestuia nu este prezentă în tabela ARP a interfeței, se face o cerere ARP pentru a o obține. Pentru a evita buclele de rutare, trebuie decrementată valoarea câmpului TTL (time-to-live) din antetul IP dar înainte de a transmite pachetul.

Pentru forwardarea pachetelor IP, designul ruterelor încearcă să minimizeze informațiile despre starea pachetelor păstrate de router. După ce un pachet a fost expediat, routerul nu va mai reține nici-un fel de informație despre acel pachet (pachetele lipsă și corectarea erorilor sunt atributele nivelului transport).

Printre cele mai importante decizii care trebuie luate în cadrul procesului de comutare constă în răspunsul la întrebarea: cum se procedează în cazul congestiei? Sau: ce trebuie făcut când sosesc mai multe pachete decât poate procesa routerul?

În Internet sunt folosite trei politici pentru a răspunde corect la această situație:

aruncarea pachetelor din coadă care depășesc dimensiunea memoriei tampon a ruterului (engleză: tail drop),

aruncarea pachetelor pe baza probabilității de apariție a congestiei în router (engleză: Random early detection)

aruncarea pachetelor pe baza probabilității de apariție a congestiei pe o legătură / protocol (engleză: Weighted random early detection).

Diferența dintre a doua și a treia metodă constă în faptul că funcția de probabilitate folosită și pragul de la care începe aruncarea pachetelor pot fi diferite în funcție de interfața de intrare sau de protocolul rutat.

Există două mari tipuri de rutare care stau la baza tuturor celorlalte tipuri de rutare:

rutarea statică

rutarea dinamică.

Asemănări și deosebiri

Când rutele pot fi primite de la alt router ele se numesc rute dinamice iar când rutele pot fi definite static de cǎtre administratorul rețelei atunci ele se numesc rute statice. Toate rutele cunoscute unui router formeazǎ tabelul de rutare al acestuia.

Spunem că este convenabil ca algoritmii de rutare dinamici sã fie completați cu rute statice doar pentru a asigura o rutǎ implicitǎ pentru pachete a cǎror destinație nu poate fi determinatǎ dinamic.

Rutarea statică descrie un sistem care rutează într-o rețea de date în funcție de căi fixe. Rutarea dinamică domină în momentul actual Internetul deoarece construiește dinamic tabelele de rutare, bazându-se pe informațiile purtate de protocoale, permițând rețelei să acționeze în mod aproape automat pentru a evita erori și blocaje în rețea.

Avantajele rutării dinamice față de cea statică sunt scalabilitatea și adaptabilitatea. O rețea rutată dinamică poate crește mult mai repede și este capabilă să se adapteze schimbărilor din topologia rețelei aduse tocmai de această creștere sau de erorile din una sau mai multe componente ale rețelei. Într-o rețea dinamică, ruterele îi învață despre topologia rețelei comunicând cu alte rutere.

Unul dintre dezavantajele rutării dinamice este reprezentat de creșterea complexității.

Datorită diferențelor dintre rutarea statică și cea dinamică, cea mai bună alegere de rutare este dependentă de ce este mai util pentru rețeaua de care dispunem. Dar există, ca alternativă, o limită neutră de complexitate a rutării dinamice, fara a-i sacrifica scalabilitatea. Această limită neutră este o schemă hibridă, în care o parte din rețea folosește rutarea statică, iar cealaltă parte, rutarea dinamică.

Bazele rutării dinamice

Ruterele utilizează protocoale cu rutare dinamică pentru a realiza trei funcții elementare:

descoperirea de noi rute,

comunicarea informațiilor despre noua rută descoperită altor rutere

expedierea pachetelor utilizând acele rute.

Protocoalele cu rutare dinamică se împart în trei mari categorii:

cu vectori distanță,

cu starea legăturilor,

hibride.

Principalele diferențe dintre ele constau în modul în care realizează primele două dintre cele trei funcții amintite anterior.

Singura variantă la rutarea dinamică este rutarea statică.

Rutarea cu vectori-distanță

Rutarea se poate baza pe algoritmi cu vectori-distanță (numiți și algoritmi Bellman-Ford) Aceștia cer ca ruterele să paseze periodic copii ale tabelelor de rutare vecinilor cei mai apropiați din rețea. Fiecare destinatar adaugă la tabelă un vector-distanță (propria "valoare" distanță) și o expediază celor mai apropiați vecini. Acest proces se desfășoară în toate direcțiile între routerele care se află în imediata vecinătate.

Prin acest proces pas-cu-pas fiecare router află informații despre celelalte routere și își dezvoltă o perspectivă cumulativă asupra "distanțelor" rețelei. De exemplu, protocolul timpuriu de rutare RIP (engleză: Routing Information Protocol / protocol de rutare a informațiilor) utilizează două unități de măsură pentru distanțe pentru a determina cea mai bună cale următoare pentru orice pachet. Aceste unități de măsură pentru distanță sunt dependente de timp.

Tabela cumulativă este apoi utilizată pentru actualizarea tabelelor de rutare ale fiecărui router. La finalul procesului, fiecare router a aflat niste informații vagi despre distanțele până la resursele din rețea; routerul nu a aflat nimic specific despre alte routere sau despre topologia reală a rețelei ceea ce face, în anumite circumstanțe, să creeze probleme de rutare pentru protocoalele bazate pe vectori-distanță. Pentru exemplu în acest sens, în urma unei căderi în rețea este nevoie de ceva timp pentru ca routerele să conveargă spre o nouă înțelegere a topologiei rețelei; de asemenea, în timpul acestui proces, rețeaua ar putea fi vulnerabilă la rutări contradictorii și chiar la bucle infinite.

Se pot lua anumite măsuri de siguranță care ar putea să reducă aceste riscuri, dar rămâne faptul că performanța rețelei este expusă riscurilor în timpul procesului de convergență. Prin urmare, este posibil ca protocoalele mai vechi care converg lent să nu fie potrivite pentru WAN-urile extinse, complexe.

Rutarea cu starea legăturilor

Algoritmii de rutare folosind starea legăturilor (link-state routing alghoritm), cunoscuți colectiv ca protocoale cu preferarea drumului minim (SPF), mențin o bază de date complexă a topologiei rețelei. Spre deosebire de protocoalele cu vectori-distanță, protocoalele ce folosesc starea legăturilor dezvoltă și întrețin o cunoaștere completă a routerelor de rețea dar a felul cum sunt interconectate acestea; această cunoaștere este realizată prin schimbarea de pachete cu starea legăturilor (LSP) cu alte routere conectate direct. Fiecare router care a schimbat LSP-uri construiește apoi o bază de date logică utilizând toate LSP-urile primite. Pentru a calcula cât de accesibile sunt destinațiile legate de rețea este utilizat apoi un algoritm "cu preferarea drumului liber". Această informație se folosește pentru a actualiza tabela de rutare.

Acest proces este capabil să descopere modificările topologiei rețelei; cauzele posibile ar putea fi căderea unei componente sau mărirea rețelei. De fapt, un eveniment din rețea declanșează schimbul de LSP-uri; de altfel acest schimb nu este realizat periodic.

Rutarea cu starea legăturilor are două zone parțiale de risc:

în timpul procesului inițial de descoperire, rutarea cu starea legăturilor poate acapara mediile de transmisie ale rețelei, reducând astfel în mod semnificativ capacitatea rețelei de a transporta date. Această degradare a performanței este foarte evidentă, dar temporară.

rutarea cu starea legăturilor solicită intens memoria și procesorul. Din această cauză, routerele configurate pentru rutare cu starea legăturilor sunt în general mai scumpe.

Rutarea hibridă

Ultima formă de rutare dinamică este hibridizarea. Deși există protocoale hibride deschise și echilibrate, protocolul EIGRP a fost proiectat combinând cele mai bune aspecte ale protocoalelor cu vectori-distanță și cu starea legăturilor, fără limitările de performanță sau dezavantajele lor.

Protocoalele de rutare hibride echilibrate, utilizează unități de măsură vectori-ditanță, dar realizează măsurători mult mai precise decât protocoalele cu vectori-distanță convenționale. De asemenea, ele converg mult mai rapid decât acestea din urmă, dar evită suprasarcinile și actualizările cu starea legăturilor. Hibrizii echilibrați nu sunt periodici ci conduși de evenimente și conservă în acest fel lărgimea de bandă pentru aplicații reale.

Bazele rutării statice

Un router care este programat pentru rutare statică expediază pachetele prin porturi deja știute. După ce routerele statice sunt configurate, ele nu mai trebuie să încerce descoperirea rutelor și nici măcar să comunice informații despre rute. Rolul lor se rezumă doar la simpla expediere a pachetelor.

Menționăm că rutarea statică este bună doar pentru rețele foarte mici, care au o singură cale către orice destinație dată. În astfel de cazuri, rutarea statică poate fi cel mai eficient mecanism de rutare, pentru că nu consumă lărgime de bandă, încercând să descopere rute și să comunice cu alte routere.

Dacă rețelele cresc, apar căi redundante către destinații iar rutarea statică devine o sarcină care necesită prea mult efort.

Trebuie menționat că orice modificări posibile asupra routerelor sau a echipamentelor de transmisie dintr-o rețea WAN trebuie să fie descoperite și programate manual.

Dar WAN-urile caracterizate prin tipologii mai complexe, care pot oferi mai multe căi posibile, necesită categoric rutare dinamică. De asemenea, încercările de a utiliza rutarea statică în WAN-uri complexe, cu mai multe căi, anulează rolul rutelor redundante.

Protocoalele de rutare se deosebesc de protocoalele rutate prin funcție și scop.

Protocoalele de rutare sunt folosite de rutere pentru a alcǎtui și a menține tabele de rutare.

Protocoalele rutate sunt folosite pentru a direcționa traficul, pe baza informației pe care o adaugǎ pachetelor de date și a schemei de adresare folosite (exemple: Internet Protocol (IP), Internetwork Packet Exchange (IPX)) .

Tabelul de rutare conține adresele rețelelor și respectiv porturile routerului asociate acestora, învǎțate dinamic (rute dinamice) sau asignate manual (rute statice). Protocolul de rutare învațǎ toate rutele disponibile, salveazǎ în tabelul de rutare cele mai bune dintre ele și șterge rutele când ele nu mai sunt valabile. Routerul folosește tabelul de rutare pentru a trimite pachetele protocoalelor rutate cǎtre portul adecvat.

Algoritmul folosit de protocol este fundamental în rutarea dinamicǎ. Tabelele de rutare trebuie sǎ se schimbe astfel încât sǎ reflecte topologia exactǎ a unei rețele știind că în cadrul rețelei configurația acesteia se poate schimba din mai multe cauze: dezvoltare, reconfigurare sau probleme.

Când toate routerele dintr-o inter-rețea folosesc aceleași cunoștințe atunci acest moment se poate considera ca fiind convergența unei inter-rețele.

Înainte de convergența rețelei, routerele pot lua decizii greșite; de aceea algoritmii, topologia rețelei și hardware-ul trebuie optimizate pentru a reduce acest timp.

Protocoalele de rutare folosesc un coeficient (engleză: metric) pentru a exprima costul rutei. Acest coeficient poate fi calculat ca fiind numǎrul de noduri (engleză: hops) pânǎ la destinație sau poate fi calculat dupǎ o formulǎ mai complexǎ care sǎ includǎ viteza conexiunii, timpul de rǎspuns, grad de ocupare, securitate, cu ponderi configurabile.

Enumerăm acum câteva astfel de metrici :

Lungimea căii

Siguranța

Întârzierea

Lãrgimea de bandă

Încărcarea

Costul de comunicare

Definim acum anumite metrici mai uzuale:

Lungimea rutei este cel mai comun metric de rutare. Unele protocoale de rutare permit administratorilor de rețea să asigneze valori pentru fiecare legătură de rețea; în acest caz, lungimea de cale este suma costurilor asociate fiecǎrei legătură de traversat. Alte protocoale de rutare definesc numărarea de noduri, metrica ce specifică numãrul de treceri prin nodurile de rețea (exemplu: routerele, în drumul de la o sursă la o destinație)

Siguranța, în contextul unui algoritm de rutare, se referã la securitatea fiecărei legături de rețea (rata erorilor de bit). Unele legături de rețea pot ceda mai des decât altele. Dacă o rețea eșuează, unele legături de rețea pot sã fie reparate mai ușor sau mult mai repede decât alte legãturi. Se poate ține cont de orice factori de siguranță care sunt de obicei valori numerice atribuite legăturilor de rețea date de administratorii .

Întârzierea de rețea se referã la durata de timp necesară trimiterii unui pachet de la sursă la destinație prin rețea. Întârzierea poate să depindă de mulți factori dintre care enumerăm: lățimea de bandă a legături de rețea, statul la coadă la fiecare router de-a lungul transferului, congestia de rețea pe toată legătura de rețea și distanța fizică care trebuie parcursă. Este considerat un metric comun și folosit pentru că întârzierile sunt un amestec de câteva variabile importante.

Lățimea de bandă se referă la capacitatea de circulație disponibilă unei legături. Dacă toate celelalte lucruri sunt egale, legătura de 10Mbps Ethernet este preferabilă în locul liniei închiriate de 64kbps. Deși lãrgimea de bandă este consumul maxim accesibil pe o legătură, rutele cu legături de lărgimea de bandã mai mare nu sunt neapărat mai bune decât rutele cu legături mai lente; spre exemplu, dacă o legătură mai rapidă este ocupată, timpul real necesar pentru a expedia un pachet la destinație poate să fie mai mare.

Încărcarea se referă la gradul la care o resursă de rețea (un router, de exemplu) este ocupată. Încărcarea poate să fie calculată într-o varietate de moduri: utilizarea de procesor, pachetele prelucrate pe secundă.

Costul de comunicare este altă metrică importantă, în special pentru cǎ pentru unele companii nu pun accent pe performanță atât cât pun pe cheltuielile de exploatare. Deși întârzierile de linie pot fi mai mari, ei vor expedia pachetele prin liniile proprii și nu prin liniile publice care au un cost proporțional cu timpul de folosire.

Unele protocoale sofisticate de rutare permit rute multiple la aceeași destinație. Spre deosebire de algoritmii cu cale unică, acești algoritmi permit circulația multiplexată pe linii multiple. Avantajele algoritmilor de cale multipă sunt: algoritmii pot să asigure mai mult trafic dar și o mai bunã siguranță. Aceasta este în general numită încărcare distribuită.

Liniar sau ierarhic

Unii algoritmii de rutare funcționeazã într-un spațiu liniar, în timp ce ceilalți folosesc ierarhii de rutare. Într-un sistem liniar de rutare routerele sunt egale între ele în timp ce într-un sistem de rutare ierarhic câteva routere formeazã coloana principalǎ a rutării. Pachetele de la routerele coloanei principale călătoresc prin coloana principalǎ până ce ajung în zona destinației; de aici, ele călătoresc de la ultimul router din coloana vertebralã prin unul sau mai multe routere care nu aparțin coloanei vertebrale până la destinația finală.

Sistemele de rutare adesea indică grupurile logice de noduri, numite domenii, sisteme autonome sau zone. În sistemele ierarhice, unele routere dintr-un domeniu pot să comunice cu routere din alte domenii în timp ce celelalte pot să comunice numai cu routere din domeniul lor. În rețelele foarte mari, pot exista nivele ierarhice adiționale.

Avantajul principal al rutării ierahice este acela că imită organizarea din cele mai multe companii; în consecință, rutarea ierarhică suportă organizarea lor pentru trafic. Cea mai mare comunicare în rețea are loc înăuntru grupurilor de companii mici (domenii).

Calculatorul gazdã-inteligent sau routerul inteligent 

Unii algoritmi de rutare presupun că nodul sursǎ este acela care va determina întreaga rută denumitǎ, de obicei, sursǎ de rutare.

Alți algoritmi presupun acele calculatoare gazdă neștiutoare de rute. În acești algoritmi, routerele determină calea prin rețea pe baza propiilor calcule. În primul sistem, calculatoarele gazdã au inteligența de a ruta în timp ce, în ultimul sistem routerele au inteligența de a ruta.

Pentru a alege protocolul de rutare potrivit unei anumite rețele trebuie luate în considerare câteva aspecte :

dimensiunea și topologia rețelei

lǎțimea de bandǎ disponibliǎ

resursele hardware disponibile (puterea de procesare a routerelor, compatibilitatea între diferite modele și diferiți producǎtori)

Un protocol de rutare trebuie sǎ îndeplineascǎ și condițiile:

Optim

Simplu și să necesite puțină supraveghere

Robustețe și stabilitate

Convergență rapidă

Adaptibilitate

Protocoale de rutare

Protocoalele de rutare stabilesc regulile prin care informațiile despre rețele sunt schimbate între rutere în scopul obținerii unei tabele de rutare adecvate topologiei.

Protocoalele de rutare pot fi clasificare după mai multe criterii:

După tipul de algoritmi folosiți

Protocoale bazate pe vectori distanță (Distance Vector – DV)

Protocoale bazate pe starea legăturilor (Link State – LS)

După apartenența ruterelor la același AS (sistem autonom):

protocoale folosite de ruterele aflate în același AS (Interior Gateway Protocols – IGP); Exemple: Routing Information Protocol (RIP, RIPv2), Open Shortest Path First (OSPF), Enhanced Interior Gateway Routing Protocol (EIGRP).

protocoale folosite de ruterele care interconectează AS-urile (Exterior gateway protocols – EGP). Exemple: Border Gateway Protocol (BGP).

Daca includ sau nu în update-ul de routare netmask-ul rețelei:

protocoale classfull (RIPv1,IGRP) – nu includ netmask-ul

protocoale classless (RIPv2, EIGRP, OSPF,IS-IS)

Clase de protocoale de rutare

Există mai multe clase de protocoale de rutare clasificate astfel :

protocoalele de rutare pentru rețele ad-hoc apar în rețele cu puțină sau chiar fără infrastructură,

protocoalele de rutare internă sunt utilizate în interiorul sistemelor autonome,

protocoalele de rutare externă sunt utilizate între sistemele autonome.

Vom discuta în continuare despre principalele clase de protocoale de rutare:

Protocoale cu rutare internă (Interior Gateway Protocols – IGP )

RIP (Routing Information Protocol) este un protocol mai vechi de rutare cu vectori-distanță

IGRP (Interior Gateway Routing Protocol) este un protocol de rutare cu starea legăturilor, utilizat pe scară largă, dezvoltat de Cisco Systems. Este brevetat și acceptat doar pe routere Cisco.

EIGRP (Enhanced Interior Gateway Routing Protocol) este un protocol de rutare bazat pe protocolul IGRP, predecesorul său. Este proprietate Cisco.

OSPF (Open Shortest Path First) este un protocol cu starea legăturilor, cu un standard deschis.

IS-IS (Intermediate System to Intermediate System) este un protocol bazat pe modelul de referință OSI (engleză: Open Systems Interconnection – Reference Model).

Protocoale cu rutare externă (Exterior Gateway Protocols – EGP )

EGP (Exterior Gateway Protocol)

BGP (Border Gateway Protocol: în versiunea curentă, BGPv4, datează din anii 1995) este un protocol de rutare modern, utilizat între sisteme autonome.

Un protocol extern transportă informațiile de rutare între entități administrative independente, cum ar fi două corporații sau două universități. Fiecare dintre aceste entități menține o infrastructură de rețea independentă și folosește EGP pentru a putea comunica cu cealaltă entitate. Astăzi, cel mai popular protocol extern, BGP, este folosit între rețelele conectate la Internet și a fost proiectat special pentru acest lucru.

Un protocol intern este folosit în interiorul unui singur domeniu administrativ, sau între grupuri apropiate care cooperează. Spre deosebire de protocoalele externe, IGP tinde să fie mai simplu; el rezolvă suprasolicitările venite din partea unui router. Aceste protocoale nu pot fi utilizate în rețelele mari.

Pentru comparație între clasele de rutare descriem acum rolul fiecărui protocol de rutare în parte.

Routing Information Protocol (RIP) este protocolul intern cel mai des folosit în sistemele UNIX. RIP este integrat în cele mai utilizate sisteme UNIX. RIP selectează ruta cu cel mai mic "număr de hopuri" (metrică) ca fiind ruta cea mai bună. Numărul de hopuri reprezentat de acest protocol este numărul de porți prin care trrebuie să treacă datele pentru a ajunge la destinație. RIP consideră cea mai bună rută ca fiind cea care folosește cele mai puține porți. Această alegere de rute se face cu ajutorul unor algoritmi de tip vector-distanță.

RIP este ușor de implementat și de configurat.

Dar are și multe impedimente:

Diametrul rețelei este limitat: cea mai lungă rută RIP este de 15 hopuri iar o rută RIP nu poate menține o tabelă de rutare completă pentru o rețea care are destinații mai departe de 15 hopuri; de asemenea, numărul hopurilor nu poate fi incrementat din cauza următorului impediment.

Convergența este lentă: pentru a șterge o rută proastă este uneori nevoie de schimbul de multiple pachete-de-revizuire (update packets) până ce costul (lungimea) rutei devine 16; aceasta se mai numește și "numărarea la infinit" (RIP continuă să incrementeze costul rutei până ce devine mai mare decât cea mai mare metrică RIP validă). RIP poate aștepta 180 secunde înainte de a șterge rutele invalide. În termeni tehnici, aceasta se mai numește și întârzierea "convergenței de rutare" (îi ia mult timp tabelei să reflecte starea curentă a rețelei). Rutarea de clasă RIP interprețează toate adresele în funcție de niște reguli de clasă. Pentru acest protocol, toate adresele sunt de clasă A, B, sau C (de aceea RIP este incompatibil cu rețelele CIDR).

În multe rețele, timpul de convergență al RIP și scalabilitatea acestuia sunt mai slabe și nu este considerat a fi alegerea potrivită pentru rutare deoarece, în plus, în comparație cu EIGRP, OSPF sau cu IS-IS (ultimele două fiind cu stare a legăturilor), și limita de hopuri reduce sever dimensiunea rețelei.

Pe de altă parte, este ușor de utilizat și de configurat.

RIP este unul dintre cele mai longevive protocoale. Acesta este și unul dintre cele mai usor de confundat protocoale, din cauza varietății de protocoale de rutare care au același nume. RIP și multe alte protocoale asemănătoare s-au bazat pe același set de algoritmi care folosesc vectori de distanță comparînd matematic rutele pentru a indentifica cea mai bună cale spre orice adresă-destinație dată.

În ciuda vârstei destul de avansate a protocolului RIP și a apariției mai multor protocoale de rutare mai sofisticate, acesta este departe de a fi considerat învechit. Acest protocol este matur, stabil, în mare măsură suportat, și ușor de configurat. Simplitatea lui se potrivește foarte bine la rețelele stub și în sisteme autonome mici care nu au destule căi redundante pentru a suporta suprasolicitările protocoalelor sofisticate.

EIGRP a fost dezvoltat de către Cisco cu scopul de a îmbunătăți protocolul RIP pe vremea cînd IETF încă lucra la dezvoltarea OSPF -ului. EIGRP este un protocol brevetat. Acest protocol elimină unele dintre defectele protocolului RIP și are unele îmbunătățiri ce constau în: folosirea de metrici compuse, rutarea pe căi multiple, mânuirea rutelor implicite.

Evoluția protocolului EIGRP furnizează compatibilitate și operații precise cu rutere EIGRP. Ca și capacități cheie care dinting EIGRP de alte protocoale de rutare enumerăm: convergența rapidă, suport pentru mască de subrețea variable-length, suport pentru update, suport pentru multiple network layer protocols.

EIGRP are avantaje ca: flexibilitate, configurare simplă, viteză îmbunătățită precum și consumarea resurselor. Dealtfel, poate fi un protocol unic atît pentru IP cît și pentru protocoale non-IP, eliminînd nevoia de a folosi multiple protocoale de rutare într-o rețea multi-protocol.

Acest protocol de rutare este unul dintre cele mai diversificate și robuste protocoale de rutare. Combinația sa unică de caracteristici îmbină cele mai bune atribute ale protocoalelor de vector-distanță cu cele mai bune atribute ale protocoalelor cu starea legăturilor. Se obține astfel, ca rezultat, un protocol de rutare hibrid care sfidează împărțirea pe categorii a protocoalelor convenționale.

Poate fi folosit împreună cu IPv4, AppleTalk, și IPX. Mai mult, arhitectura sa modulară permite ca Cisco să adauge suport pentru alte protocoale de rutare importante care vor apărea în viitor.

Spre deosebire de alte protocoale de rutare bazate pe vectori-distanta, EIGRP nu mandatează o revizuire periodică al tabelelor de rutare între rutere vecine dar folosește, în schimb, un mecanism de descoperire / recuperare pentru a se asigura că vecinii sunt conștienți de accesibilatea fiecăruia în parte.

Open Shortest Path First (OSPF) este alt protocol cu starea legăturilor dezvoltat pentru TCP/IP. Se folosește în rețele foarte mari și dispune de câteva avantaje față de RIP. Similar cu Interior Gateway Routing Protocol (IGRP), OSPF a fost creat denevoie pentru că Routing Information Protocol (RIP) a devenit incapabil să servească inter-rețele mari, eterogene.

OSPF are două mari caracteristici:

protocolul este deschis, ceea ce înseamnă ca specificațiile sale sunt de domeniu

public se bazează pe algoritmul SPF (Shortest Path First).

Deoarece dimensiunea și viteza Internetului au crescut, limitările protocolului RIP i-au diminuat popularitatea acestuia. În contrast cu RIP, OSPF este considerat acum a fi protocolul de rutare intern preferat de rețeaua Internet.

Ideea principală: în loc să schimbe informații despre distanțele până la destinații (ca în cazul protocolului RIP), toate nodurile vor menține hărți specifice ale rețelei care sunt revizuite după fiecare schimbare din topologie; aceste hărți sunt apoi folosite pentru a determina rute care sunt mai fiabile decât cele în cazul protocoalelor cu vectori-distanță; rutele determinate de OSPF par a fi la fel de precise ca și cele determinate central, totuși această determinare fiind distribuită. Astfel, spre deosebire de RIP, OSPF împarte informații despre vecinii săi cu întreaga rețea (cel mult un singur system autonom). RIP nu încearcă să învețe despre întreaga rețea Internet, iar OSPF nu încearcă să se promoveze în întregul Internet. Nu acesta este scopul lor. Ele sunt protocoale de rutare interne și, în acest sens, slujba lor este de a construi rutarea în cadrul unui sistem autonom.

Cele mai importante avantaje ale protocolului OSPF sunt: facilități de securitate, facilități de căi multiple, facilități în ceea ce privește utilizarea metricilor de costuri diferite, suport integrat atât pentru rutarea unicast cît și pentru cea multicast, convergență rapidă.

În mod clar, OSPF dispune de multă flexibilitate pentru a subdiviza un sistem autonom. O problemă a protocolului cu legare de stare este cantitatea mare de date care poate fi colectată în baza de date cu și de timpul prea lung care este necesar pentru a calcula rutele pentru acele date.

OSPF este probabil cel mai folosit protocol IGP în rețele de dimensiuni mari. În contrast cu RIP sau BGP, OSPF nu folosește TCP sau UDP dar folosește direct protocolul IP 89. OSPF domină protocoalele de rutare IGP, mai ales în rețele Enterprise.

Intermediate System to Intermediate System (IS-IS) este un protocol de rutare intern din familia protocoalelor OSI. Implementează algoritmul folosind starea legăturilor (link-state), după principiul Shortest Path First (SPF). A fost protocolul folosit pentru T1 NSFNET și este încă folosit de anumiți provideri mari de servicii.

IS-IS rămâne un protocol necunoscut pentru majoritatea administratorilor de rețea și a fost preponderent folosit de providerii de servicii care aveau de gestionat o rețea mare de calculatoare. IS-IS a devenit mai cunoscut în ultimii ani și a devenit o alternativă viabilă a protocolului OSPF.

Dacă dorim să realizăm o comparație între IS-IS și OSPF trebuie să avem în vedere anumite aspecte:

ambele protocoale utilizează rutarea folosind starea legăturilor, având implementat algoritmul lui Dijkstra de aflare a rutei optime în cadrul unei rețele.

au suport pentru lungimi variabile ale măștilor de subrețea (subnet masks),

pot folosi rute multiple de descoperire a vecinilor folosind pachete ecou

au suport pentru autentificare în cazul update-urilor.

Dacă OSPF este creat special pentru a ruta IP, IS-IS este un protocol pentru ISO CLNS. IS-IS nu folosește IP pentru a transporta mesajele cu informații. Routerele IS-IS construiesc o reprezentare topologică a rețelei; această hartă indică IP-ul subrețelelor în care poate fiecare router IS-IS să ajungă, cunoscând și calea de cost redus. O altă diferență ar fi metoda prin care topologia IS-IS transferă informațiile prin rețea.

Deoarece OSPF este mai popular, protocolul are un set bogat de extensii și funcții adăugate. Sunt tot mai multe păreri care spun că IS-IS poate satisface rețele de dimensiuni mai mari.

În plus, IS-IS este mult mai neutru din punct de vedere al tipurilor de adrese de rețea pe care le poate ruta în timp ce OSPF a fost creat numai pentru Ipv4. În acest sens, IS-IS a fost mult mai ușor de adaptat să suporte Ipv6, în timp ce OSPF a avut nevoie de o revizie majoră (OSPF v3).

IS-IS diferă de OSPF prin felul în care "zonele" sunt definite și prin felul în care are loc rutarea între aceste zone. Routerele IS-IS pot fi de Nivel1 (intra-area), Nivel2 (inter-area) sau Nivel1-2 (ambele). Un router de Nivel2 poate fi aflat în relație doar cu un alt router de același nivel. Schimbul de informații se poate realiza doar între routere de același nivel (fie ele de Nivel1 sau de Nivel2). Astfel a fost implementat routerul de Nivel 1-2 care realizează schimbul de informații între routerele intra-area și cele inter-area.

În OSPF, zonele sunt delimitate astfel încât Area border router (ABR) se află de fapt în două sau mai multe zone. De asemenea este delimitată o zonă Area0, prin care trebuie să treacă tot traficul inter-area.

Din punct de vedere logic, OSPF se aseamănă cu o pânză de păianjen sau o topologie stea de mai multe zone conectate cu Area0, în timp ce IS-IS creează o topologie logică asemănătoare unei vertebre, în care routerele de Nivel2 au ramuri care se separă în routere de Nivel1-2 și Nivel1.

The Border Gateway Protocol (BGP) este protocolul de bază al Internetului. Acesta funcționează prin menținerea unei tabele de rețele IP care stabilește modul de conectare între sisteme autonome. BGP este un protocol de rutare între sisteme autonome. Un sistem autonom este o rețea sau un grup de rețele sub o administrare unică cu aceleași reguli de routare în toată rețeaua. BGP este folosit pentru a comunica informații despre rute pentru Internet și este protocolul folosit între providerii de servicii Internet.

BGP este cel mai folosit protocol extern de rutare. Este robust și scalabil și se bazează pe IDRP. BGP moștenește abilitatea sistemelor autonome de a putea alege rutele și de a-și implementa regulile de rutare fără a trebui să depindă de o autoritate centrală.

Ca protocol extern, cel mai important lucru este acela ca majoritatea sistemelor nici nu îl folosesc, deoarece nu sunt nevoite să furnizeze servicii externe.

Dar BGP are și câteva neajunsuri: în primul rând necesită configurație manuală excesivă, BGP 4 are suport numai pentru Ipv4 (o versiune "multiprotocol" fiind în dezvoltare).

Fiind necesară o politică de rutare se implementează soluții ca: BGP tunnelling, Source Demand Routing, IDPR și MPLS.

Alegerea protocolului necesită de asemenea câteva cunoștințe de bază:

Este posibil să folosim un protocol intern în locul unuia extern, și viceversa, dar acest lucru nu este indicat. Protocoalele externe sunt proiectate pentru rețele mari, astfel încât complexitatea lor și fenomenul de suprasolicitare a ruterului, pot copleși o rețea mică ori medie. De cealaltă parte, protocoalele interne nu se pot folosi pentru rețelele mari.

În momentul alegerii unui protocol am putea alege fie rutarea folosind starea legăturilor (link-state), fie rutarea cu vectori distanță (distance-vector); însă, alegerea doar în funcție de algoritmul folosit nu este recomandată.

Vom prezenta și alte criterii de alegere care ne vor ajuta să selectăm protocolul care se potrivește cel mai bine rețelei pe care o gestionăm:

trebuie să avem în vedere destul de repede că protocolul se va adapta schimbărilor intervenite în rețea. Aici intervine timpul de convergență, care este cantitatea de timp scursă de la întâlnirea unei schimbări în rețea până la restabilirea consistenței și modificarea tabelei de rutare. Ideal ar fi ca acest timp să fie suficient de mic astfel încât să nu poată fi detectat de utilizatori.

Un alt criteriu important este consumul de resurse, astfel protocolul de rutare trebuie să aibă suport pentru lungimi variabile de măști de subrețea. Trebuie să considerăm ca importante: consumul de bandă realizat de mesajele protocolului dar și câtă putere de procesare și memorie folosește routerul. Un protocol cu starea legăturii va gestiona mai bine consumul de bandă, iar un protocol cu vectori distanță va gestiona consumul memoriei și al procesorului.

Trebuie ținut cont și de felul în care se iau în vedere rutele multiple către o destinație. Acest lucru poate să fie critic sau nu în rețeaua gestionată. În cazul în care nu există căi redundante în rețea atunci acest aspect ar putea să nu intereseze; există însă pericolul adăugării acestor căi în rețea în viitor, fiind astfel necesară schimbarea protocolului pentru a putea satisface noile cerințe.

Putem considera și modul în care protocolul este scalabil în funcție de dimensiunile pe care le poate atinge rețeaua. Protocoalele care folosesc starea legăturilor scalează mai bine, dar câteva protocoale cu vectori distanță, cum ar fi EIGRP, au putut fi folosite și în rețele cu mai mult de 1000 de rutere.

Un aspect final legat de faptul că protocolul este standard deschis sau este un protocol brevetat este relevant din cauza politicii de care este constrânsă organizația care deține rețeaua sau de faptul că ruterele din rețea trebuie să fie compatibile.

Tabelul de mai jos identifică criteriile prezentate mai sus.

Protocolul de rețea reprezintă un set de reguli de comunicare în rețea care permite interconectarea logică a rețelelor și echipamentelor. Cel mai răspândit protocol la ora actuala se numeste TCP/IP. Datorită versatilității sale, se poate folosi atât pentru conectarea locală, cât și pentru conectarea la distanță.

Nota: Este bine de reținut că TCP/IP nu este singurul protocol care a supraviețuit în cei peste 30 de ani de evolutie a tehnicii digitale. Se folosesc încă, deși la o scară sensibil mai mică, protocolul IPX/SPX creat de Novell și DECnet/LAT creat de Digital Equipment Corporation, atât în mediu corporatist, cât și industrial.

parametrii TCP/IP

Parametrarea protocolului TCP/IP presupune atribuirea unei adrese IP (ip address) și definirea unei ”măști de rețea“ (network mask) pentru fiecare dispozitiv care accesează rețeaua. Pentru a accesa și alte rețele externe, este necesar să se parametreze și o ”ieșire implicita“ (default gateway).

O adresă TCP/IP este constituită din două elemente: adresa rețelei și adresa locală. Cele două elemente se compun prin alipire și rezultă o adresă ”unică“ pentru fiecare dispozitiv de rețea.

Există mai multe scheme de adrese posibile, dar în continuare se va discuta despre adresele de clasa C, care permit interconectarea a maxim 254 dispozitive într-o singură rețea locală. 

adresa locală (LAN)

Vom analiza trei exemple de adrese de clasa C:

Exemplul 1

IP address: 192.168.0.11

Network mask:255.255.255.0

Exemplul 2

IP address: 192.168.2.2

Network mask:255.255.255.0

Exemplul 3

IP address: 192.168.123.101

Network mask:255.255.255.0

Pentru analiză, adresa din exemplul 3 se compune din adresa de rețea 192.168.123 și respectiv adresa locală 101

De asemenea, un alt PC din rețeaua 3 poate avea adresa IP: 192.168.123.3 și un altul: 192.168.123.249.

Adresa routerului de conectare la Internet se supune aceleiași reguli: trebuie să fie din aceeași rețea locală: (192.168.123), la care adăugăm o adresă locală liberă, de exemplu 254.

Adresa de LAN completă pentru router va fi deci: IP address: 192.168.123.254

Masca de rețea este cea care îi 'spune' echipamentului cum să calculeze adresa de rețea și adresa locală plecând de la adresa completă.

Într-o rețea simplă (flat network), masca de rețea trebuie să fie aceeași pentru toate dispozitivele din rețeaua locală.

Pentru clasa C aleasă în exemplele mele va fi: Network mask: 255.255.255.0

Acest router servește drept ieșire la Internet (default gateway) pentru celelalte PC-uri, deci pentru acestea din urmă va trebui să setăm ca ieșire implicită adresa routerului. Parametrarea completă pentru PC-ul din exemplul 3 va fi :

PC nr. 1

IP address: 192.168.123.101

Network mask: 255.255.255.0

Default Gateway :192.168.123.254

Nota 1: Router-ul nu are nevoie de “Default gateway“ pe partea de LAN. El va avea sarcina să routeze rețeaua locală prin interfața sa WAN proprie către rețeaua la distanță, care va avea un alt router care îl va conecta mai departe, și tot așa până la destinație.

Nota 2: Adresa locală are doar un rol generic. Teoretic se poate alege orice adresă, dar trebuie să se păstreze consistența adresării.

a) Adresa WAN (TCP/IP)

Rețelele WAN se pot împărți în două categorii mari: rețele WAN private și rețele WAN publice. Adresele IP pentru interfețele WAN ale routerelor ce conectează una sau mai multe rețele private pot fi alese după dorința celui ce proiectează rețeaua, cât timp se respectă regulile de routare.

Când trebuie însă să setăm interfața WAN a unui router care conectează o rețea locală la Internet, adresa interfeței WAN a router-ului este atribuită de către furnizorul de Internet, deci nu mai poate fi aleasă la întâmplare. Furnizorul trebuie deci să ofere adresa IP, masca de rețea, ieșirea implicită și, în plus, adresa serverului de DNS.

Serverul DNS are rolul de a converti un nume generic de Internet la adresa IP asociată. Protocolul TCP/IP ”funcționează“ doar cu adrese IP, dar s-a ”creat“ un dicționar denumit Domain Name System (DNS) care transformă adresele IP abstracte în denumiri mai ușor de ținut minte, care să aibă o semnificație.

Exemplu: www.google.com are adresa 209.85.129.99 .

b) Adresa WAN (PPPoE)

Un alt protocol folosit de către furnizorii cu multi clienti este ”Point-to-Point Protocol over Ethernet“. Acesta necesită ca parametri un ”nume de utilizator“ (user name) și o ”parolă“ (password). Adresa IP a DNS-Server-ului poate fi setată manual sau poate fi încărcată automat.

Nota: Adresa IP a DNS-Server-ului nu este obligatoriu să fie din aceeași rețea cu interfața WAN. 

DHCP

În rețelele mari, parametrarea fiecărui PC care ce conectează în rețeaua locală poate fi anevoioasă, de aceea s-a creat un sistem automatizat.

Pe PC-ul client se bifează opțiunea DHCP sau ”automatically”, urmând ca la pornire PC-ul să ”ceară“ parametrii TCP/IP necesari de la un ”DHCP Server”, daca acesta există în rețeaua locală.

Se poate configura router-ul să functioneze ca și ”DHCP Server”, activând această funcție cu o bifă în dreptul opțiunii : ”Use router as DHCP server”.

De obicei se specifică prima și ultima adresă din gama de adrese automate.

Se pot folosi, de asemenea, în aceeași rețea și adrese fixe (parametrate manual), singura regulă ce trebuie respectată fiind cea a adreselor unice per LAN.

Conectarea cablurilor

Pe spatele router-ului se află în mod normal 4 conectori (uneori 5, alteori chiar 8 sau 9) de tip RJ45 pentru conectare LAN și un conector RJ45 pentru conectare WAN.

În conectorii de LAN se vor conecta PC-urile locale, iar în conectorul notat WAN se va conecta cablul care vine de la furnizorul de Internet. În caz de conectare greșită, conexiunea nu va funcționa, dar partea bună este că, în mod normal, nimic nu se strică.

Wireless

Conectarea wireless este privită cu o nemeritată suspiciune de majoritatea utilizatorilor neprofesioniști. De vină pentru acest mit sunt setările de fabrică, care asigură de obicei accesul direct, în modul necriptat, în scopul oferirii unei ușurințe maxime la instalare.

Explicarea parametrilor Wireless și setarea corectă, care să ofere protecție împotriva conectării neautorizate, a făcut subiectul unui capitol anterior.

Unitatea de învățământ __________________

IV. Fișa rezumat

Clasa ________________ Profesor______________________

V. Bibliografie

Internetworking Technology Handbook

TCP/IP Network Administration

Managing IP Networks with Cisco Routers

http://www.nada.kth.se/kurser/kth/2D1490/00-01/

Wikipedia

Cisco Systems

Norton, Peter – Kearns, Dave, "Retele de Calculatoare", editura Teora, 1999

Munteanu, A., Greavu–Serban, A., „Retelele locale de calculatoare – Proiectare si Administrare” , Editura Polirom, 2006;

Scripcariu, L., Scripcariu, I., „Retelele de calculatoare”, Editura “Tehnopress” Iași, 2003;

Tanenbaum, A., „Retele de Calculatoare”, ed. a 3 – a, Editura Computer Press Agora, 1998.

Bibliografie

Internetworking Technology Handbook

TCP/IP Network Administration

Managing IP Networks with Cisco Routers

http://www.nada.kth.se/kurser/kth/2D1490/00-01/

Wikipedia

Cisco Systems

Norton, Peter – Kearns, Dave, "Retele de Calculatoare", editura Teora, 1999

Munteanu, A., Greavu–Serban, A., „Retelele locale de calculatoare – Proiectare si Administrare” , Editura Polirom, 2006;

Scripcariu, L., Scripcariu, I., „Retelele de calculatoare”, Editura “Tehnopress” Iași, 2003;

Tanenbaum, A., „Retele de Calculatoare”, ed. a 3 – a, Editura Computer Press Agora, 1998.