Sistem de Detectie a Incercarilor de Utilizare Neautorizata a Sistemelor Informatice, Bazat pe Tehnologia Honeypot

CAPITOLUL 1

Rețele IP – Arhitecturi și protocoale

1.1 Introducere in lumea retelelor

In acest moment al erei actuale, retelele de calculatoare sunt pretutindeni. Internetul a revolutionat un doar lumea calculatoarelor, ci si milioane de vietii in numeroase moduri.Domeniul rețelelor de calculatoare și internet actuale a aparut la începutul anilor 1960. În acea perioadă domina rețeaua de telefonie fixa, aceasta folosind comutarea de circuite pentru a putea comunica. Incepand cu acea perioada importanța unui calculator a devenit tot mai mare, si de asemenea a devenit fundamentala legătura intre acestea. Realizarea unei legaturi intre mai multi utilizatori aducea numeroase beneficii la nivel geografic. Astfel puteau fi trimise fisiere intre utilizatori situati la mare distanta.

O rețea de calculatoare este alcatuita dintr-un grup de calculatoare si/sau alte dispozitive. O retea poate fi contruita si proiectata in numeroase moduri, ea poate fi atat conectarea a două calculatoare printr-un cablu de rețea, cat si conectarea a mii de calculatoare din intreaga lume. Pe langa calculatoare o retea mai poate realiza conexiuni cu imprimante, telefoane, fax-uri si servere. Comunicarea in cadrul retelei se poate realiza prin cabluri de cupru, unde radio si fibra optica.

Termenul de retea implica diferite tehnologi, dispozitive harware si programe software, si numeroase arhitecturi si protocoale. O definitie simpla a retelei ar putea fi: O retea este o colectie de calculatoare sau dispozitive hardware care sunt conéctate intre ele, fizic sau logic, folosind fie dispozitive hardware fie software, pentru a permite schimbul de informatii si cooperarea intre acestea. Retelistica, este un termen care descrie procesele implicate in design, implementare, actualizare, coordonare si alte metoade de lucru cu retele si tehnologi de retea.

Retele sunt folosite in intreaga lume si in diferite scopuri. Acest termen nu se refera doar la interconectarea calculatoarelor, astfel zilnic se folosesc si alte tipuri de retele. De exemplu folosirea unui telefon mobil, folosirea unui card de credit la un magazin, extragerea unui numerar de la bancomat sau orice alta operatiune care implica aplicatii electrice, foloseste o retea.

1.1.1 Avantajele folosirii unei retele

Utilizarea rețelelor implica numeroase avantaje, acestea pot fi impartite in 2 categorii: conectivitate si partajare. Retelele permit calculatoarelor sa se conecteze intre ele. Principalele avantaje ale unei retele sunt[1]:

Conectivitatea si comunicarea: Cu ajutorul unei retele se poate realiza conexiunea intre doua sau mai multe calculatoare.

Schimbul de date: Se poate spune ca aceasta este cea mai importanta característica a unei retele.Inainte de existenta lor, datele erau transferate de la un calculator la altul cu ajutorul dischetelor Floppy.

Schimbul de dispozitive hardware: In cadrul unei companii un grup de angajati pot folosi acelasi fax si aceiasi imprimanta. Acest lucru implica reducerea costurilor si a timpului.

Accesul la internet: Astfel se poate comunica cu utilizatori din exteriorul companiei, se pot citi noutatile din diverse domenii.

Securitatea datelor si managementul acestora: In mediul corporatiilor, cu ajutorul retelelor administratorii pot filtra traficul angajatilor, pot cripta datele.

Divertisment : Actual, exista numeroase jocuri pe internet, jocuri in retea cum ar fi: Need for Speed, Grand Theft Auto, Fédération Internationale de Football Association (FIFA) si multe altele.

1.1.2 Dezavantajele folosirii unei retele

Retelele au numeroase avantaje, dar exista si dezavantaje. Odata cu aparitia internetului au aparut si riscurile ca datele personale sa ajunga la persoane neautoarizate si nu numai. Principalele dezavantaje ale unei retele sunt urmatoarele:

Costurile echipamentelor: Pentru avea aces la o retea de internet sunt necesare echipamente hardware special.

Costurile de administrare ale unei retele: O retea trebuie administrate de o persoana capabila si tehnic pregatita pentru acesata functie.

Schimbul de date nedorit: Se poate discuta despre virusi, odata cu descarcarea unui fisier se poate descarca si virusi care pot afecta functionarea calculatorului.

Comportamen ilegal: Din pacate internetul faciliteaza furturile bancare sic el al datelor personale.

1.2 Clasificarea rețelelor de calculatoare

Calculatoarele pot fi pozitionate in mai multe moduri in cadrul unei retele. Acestea pot avea nivele diferite de control asupra resurselor partajate. Ele pot fi, de asemenea, facute pentru a comunica si a repartiza resursele in functie de diferite scheme. Urmatoarele sectiuni descriu doua modele fundamentale de retea: peer-to-peer si client/server.

1.2.1 Rețele peer-to-peer

Acest model de retea este cel mai simplu. In retelele peer-to-peer(prezentată în figura 1.1), fiecare calculator poate comunica direct cu celelalte calculatoare din cadrul retelei.In mod implicit, toate calculatoarele au aceiasi autoritate. Totusi, fiecare calculator poate fi configurat astfel incat sa permita acesul celorlalte calculatoare doar la anumite resurse. In mod normal, retelel peer-to-peer sunt formate din doua sau mai multe calculatoare personale care au capabilitati medii de procesare. Fiecare calculator poate face schimb de informatii cu oricare alt calculator din retea.

Figura 1.1: Rețea de tip peer-to-peer

Avantajele folosirii retelei peer-to-peer[2]:

Aceste retele sunt simplu de configurat, din acest motiv,ele retelele peer-to-peer sunt folosite in medii in care timpul sau expertiza tehnica sunt limitate.

Retelele peer-to-peer sunt mai putin costisitoare de creat si intretinut decat alte tipuri de retele. Acest fapt le face potrivite pentru medii in care bugetele sunt mult mai restranse.

Dezavantajele folosirii retelei peer-to-peer:

Aceste retele nu sunt foarte flexibile. Atunci cand o retea peer-to-peer creste, adăugarea sau modificarea elementelor semnificative ale rețelei pot fi dificile.

Retele peer-to-peer nu sunt foarte sigure,ceea ce inseamna ca instalarea usoara a retelelor poate face ca datele si resursele sa fie usor de descoperit de catre persoanele neautorizate.

Ele nu pot fi folosite pentru retele mari, deoarece nu centralizeaza mereu resurserele folosite

Un mod comun de a transfera resursele pe o rețea peer-to-peer este prin modificarea controalelor de fisiere prin intermediul sistemului de operare al computerului. De exemplu, ați putea alege să creați un director pe hard disk-ul computerului denumit "Folder" și apoi configurați-l pentru a permite tuturor calculatoarelor din rețea citirea fișierelor existente in acest director. Pe o rețea peer-to-peer, fiecare utilizator este responsabil de configurarea computerul sau pentru a permite accesul la anumite resurse și a preveni accesul la altele. Cu alte cuvinte, transferul resurselor nu este controlat de un calculator central sau de un administrator. Deoarece acces depinde de mulți utilizatori diferiti, s-ar putea să nu fie uniform sau securizat.

Deși rețelele tradiționale peer-to-peer sunt de obicei mici și folosite într-un domiciliu
sau intr-un birou, exemple de rețele foarte mari peer-to-peer au apărut pentru a profita de internetul. Aceste tipuri noi de rețele peer-to-peer (prescurtat retele P2P) fac legatura cu computerele din întreaga lume, realizeaza transfer de informatii intre hard discuri. Spre deosebire de stilul vechi de rețea peer-to-peer, care au nevoie de software specializat pentru a permite transferul resurselor. Exemple de astfel de rețele includ Gnutella, Freenet, iar originalul Napster. În 2001, Napster, care a permis utilizatorilor din întreaga lume pentru a transfera fișiere de muzică, a fost nevoit să înceteze funcționarea, din cauza taxelor de încălcarea drepturilor de autor de la muzicieni și producători de muzică. Mai târziu, serviciul a fost reproiectat pentru a oferi servicii legale de transfer a fișierelor de muzică. Recent, o companie numita BitTorrent a realizat o tehnologie de transfer de date de mare viteză. Compania BitTorrent permite companiilor și persoanelor fizice sa realizeze transfer de fisiere video si audio, software si jocuri pe Internet.

1.2.2 Rețele Client/Server

Retelele client/server utilizeaza un calculator central reprezentat printr-un server. Serverul faciliteaza comunicarea si transferul de fisiere intre calculatoarele din retea, numite clienti. Calculatoarele personale sunt numite clienti sau statii de lucru. O retea care utilizeaza un server pentru a permite clientilor schimb de date si stocare de date pe hard disk este cunoscuta ca o retea client/server(așa cum este prezentată în figura 1.2).

Fiecare calculator din reteaua client/server se poate comporta atat ca un client cat si ca un server.Clienti pot rula aplicatii si pot salva date pe hard disk-ul sau, pentru a se putea conecta la server necesita o optiune pentru a transfera date, aplicatii. Clienti din reteaua client/server nu fac schimb de date cu alti client in mod direct, folosesc un server ca intermediator. Clienti si server-ele comunica intre ele cu ajutorul unor dispositive de conexiune, cum ar fi switchere si rutere.

Figura 1.2: Rețele de tip client/server

Pentru ca un server sa poata functiona, un calculator trebuie sa ruleze un NOS(Network Operating System). Un NOS este un tip special de software creat pentru urmatoarele functii: gestionarea datelor, securitatea acestora si controlul fisierelor.

1.2.3 Rețele de tip PAN

Retelele de tip PAN (Personal Area Network) sunt retelele folosite la nivel de locuinta personala. Aceste tipuri de retele pot inculde calculatoare de tip desktop, laptop-uri, telefoane mobile, tablete, modem-uri de internet. Retele PAN pot fi considerate retele LAN de mici dimensiuni, care cuprind dispozitivele unei singure persoane sau a unui grup mic. Acest termen este folosit in special pentru conexiunile de tip Bluethooth, tehnologii wireless O asfel de retea este prezentata si in figura 1.3.

Figura 1.3: Retea de tip PAN

1.2.4 Rețele de tip LAN

LAN (Local Area Network – Arie de rețea locală) este o rețea de calculatoare limitată. Aceasta poate fi folosita la nivel de cladire sau birou. Cand au aparut,rețelele LAN erau formate dintr-un numar mic de calculatoare interconectate la fel ca rețelele de tip peer-to-peer. În prezent acestea au evoluat, fiind mai mari si mai complexe decat retelele de tip client/server.Retele LAN sunt de 2 tipuri(asa cum reiese din figura 1.3):

Tip Magistrala

Tip Inel

Tip Stea

Tip Arbore

Figura 1.4: Rețea de tip LAN

Rețele LAN sunt bazate pe un numar mic de servere folosite pentru a impartasi si gestiona datele. O retea LAN poate contine un numar de ordinul sutelor de calculatoare, un numar mic de servere, deasemenea mai poate contine imprimante si fax-uri.In mod uzual o retea LAN se realizeaza la nivelul unei cladiri.

1.2.5 Retea de tip CAN

Retelele de tip CAN(Campus Area Network) sunt retelele de calculatoare formate prin interconectarea retelelor LAN dintr-o zona geografica limitata. Echipamentele de retea( switch-uri, routere) si mediile de transmisie ( cabluri din cupru, fibra optica) sunt detinute integral de campusul chirias/proprietar. Retelele CAN sunt folosie in cadrul unei intreprinderi, universitatii sau institutii guvernamentale.

In cadrul unui campus fiecare cladire foloseste una sau mai multe retele de tip LAN, fiecare retea LAN avand un set de calculatoare conectate intre ele. Portiunea de retea se refera la conexiunea de nivel 2 dintre caldiri. Pentru a putea comunica in exteriorul retelei CAN, se va folosi conexiunea de nivel 3 cu router-ul.

In figura 1.4 este prezentata o retea de tip CAN compusa din 2 cladiri, in interiorul carora sunt folosite retele LAN, iar pentru conexiunea la internet se va folosi un router :

Figura 1.4: Retea de tip CAN

1.2.6 Retele de tip MAN

Avand in vedere evolutia masiva a internetului si necesitatea de conectare si in exteriorul unei cladiri au aparut retelele de tip MAN(Metropolitan Area Network). Acest tip de retea ocupa o arie mare, de ordinul unei metropole, realizand conexiuni intre cartiere, zone economice, pana la orase. In mod normal o retea MAN apartine unui singur furnizor si este folosita de un numar mare de utilizatori.

Figura 1.6: Retele de tip MAN

Domeniul de aplicare geographic al unei retele MAN se încadrează între o retea WAN și o retea LAN. Reteaua MAN oferă conexiune la Internet pentru rețele LAN dintr-o regiune metropolitană, conectandu-le la rețele mai largi ca zonă de acoperire. Acest tip de retea poate fi folosit si în televiziunea prin cablu.O retea MAN interconectează un număr de rețele locale (LAN), utilizând o tehnologie de tip coloana vertebrală de mare capacitate, cum ar fi link-uri de fibră optică, și furnizează servicii up-link la rețelele de arie largă (WAN), sau/și pe Internet.O retea MAN este optimizata pentru o zonă geografică mai mare decât un LAN, variind de la mai multe clădiri la orașe întregi.

1.2.7 Retele de tip WAN

Cele mai mari retele, cele care fac legatura intre marile orase,intre tari si intre continente se numesc numește WAN (Wide Area Network =Arie de rețea extinsă) și este ilustata prin figura 1.4. Se poate afirma ca cea mai mare și mai răspândită rețea de tip WAN din lume este Internet-ul.

Figura 1.7: Retea de tip WAN

1.3 Arhitecturi de protocoale

1.3.1 Arhitectura OSI

Arhitectura OSI(Open System Interconnect) a aparut in incercarea ISO de standardizare a protocoalelor de comunicare. Acest model este unul deschis, adica conceptul si detaliile de implementare sunt publice, permitand imbunatatirea sa de catre utilizatorii neautorizati.

Acest model, este unul pe 7 niveluri: Fizic, Legătura de date, Rețea, Transport, Sesiune, Prezentare și Aplicație. Pentru fiecare nivel in parte, protocoalele au un rol unic, astfel protocoalele interacționează direct cu nivelurile.

In cadrul arhitecturi nivelele pot interactiona atat cu componentele software,ca in cazul nivelului Aplicatie, cat si cu cele hardware, ca in cazul nivelului Fizic, care intra in contact cu cablurile de retea..

Protocoalele reprezintă un set de reguli prin care calculatoarele comunică. Un protocol este un set de instrucțiuni cu ajutorul carora se poate realiza comunicarea pe retea. Protocoalele pot fi incluse in sistemul de operare, poate fi instalat folosit anumite programe.

Nivelurile modelului OSI conțin informația inițializată de la primul nivel – nivelul Aplicație – până la ultimul nivel – nivelul Fizic (acest lucru este ilustrat în figura 1.8).

Figura 1.8: Arhitectura OSI si modul de comunicare intre nivele

Fiecare protocol creaza un PDU( Protocol Data Unit), folosit pentru transmisie, acesta include headerele necesare fiecarui protocol si datele care se doresc a fi transmise. Datele devin SDU (Service Data Unit) pentru urmatorul nivel. Figura 1.8 ilustreaza alcatuirea headere-lor pentru fiecare nivel.

Figura 1.9: Incapsularea datelor

1.3.1.1 Nivelul 1: Nivelul Fizic

Nivelul fizic permite conectarea dintre dispozitivele fizice cu ajutorul diferitelor tipuri de medii: electric, optic sau prin unde. Nivelul fizic este reprezentat de cabluri de cupru sau fibră optică, conexiuni fără fir. Nivelul fizic definește standardele din punct de vedere mecanic, electric, optic, radio și funcțional ale nivelului Legătură de date.Nivelul Fizic are urmatoarele responsabilitati[1]:

Definirea specificatiilor hardware: Detaliile cu privire la cabluri, conectori, transformatoare radio fara fir,carduri pentru interfetele retelei, acestea sunt functiile generale ale nivelului fizic.

Codarea si semnalizare : Stratul fizic este responsabil pentru codare și semnalizare, funcții care transformă datele din biți în semnale care pot fi trimise prin rețea .

Transmisia si receptia de date: Dupa codarea datelor in mod corespunzator, nivelul fizic trimite datele si primeste pachete noi.

Topologie si retea fizica: Stratul fizic este important in proiectarea retelelor;

In general, tehnologiile de nivel fizic sunt situate pe ultimul nivel din stiva OSI. Dispozitivele care fac parte din nivelul fizic, nu cunosc continutul unui mesaj. Acestea preiau bitii de la intrare, realizeaza conversia si trimit semnalul mai departe. Dispozitivele precum switch-uri si routere functioneaza la nivele superioare, avand acces la informatia transmisa.

Este foarte importanta legatura dintre nivelul fizic si nivelul legaturi de date. Trebuie subliniat faptul ca, in timp ce nivelul fizic al unei tehnologi de retea defineste componentele hardware realizeaza si conexiuni cu nivelul legaturi de date.

1.3.1.2 Nivelul 2: Nivelul Legaturi de Date

Acest nivel transmite datele într-un mediu fizic. De asemenea acesta rutează datele, local, către următorul hop din mediul fizic al rețelei. Sunt folosite adrese fizice atribuite fiecărui dispozitiv fizic din rețea pentru a se permite rutarea datelor de la un dispozitiv fizic la altul. Aceste adrese sunt denumite Media Access Control (MAC) în TCP/IP. Adresele MAC identifică în mod unic un dispozitiv, cum ar fi un switch, un router sau un Network Interface Card (NIC – placă de rețea) dintr-un calculator.

Nivelul Legătură de date este definit în TCP/IP de standardul IEEE 802.X (Ethernet).
Acesta primește de la nivelul de Rețea fiecare pachet, la care adaugă datele de rutare locale transformându-l în fragmente de date. Fragmentul de date este transmis către nivelul fizic pentru a coda un semnal electric sau optic cu scopul de a transmite informația printr-un mediu. La recepție, gazda, despachetează fragmentul de date primit pentru a extrage pachetul și îl trimite apoi mai departe către nivelul de Rețea.

Protocoale TCP/IP folosite la nivelul Legătură de date:

ARP: Address Resolution Protocol – este folosit pentru a găsi o adresă fizică (adresa MAC) a unei gazde dintr-o rețea, atunci când este cunoscută doar adresa IP.

Reverse Address Resolution Protocol – este utilizat pentru a găsi adresa logică (IP) a unei gazde, a unui calculator sau a unui dispozitiv din rețea, numai atunci când este cunoscută doar adresa fizică (MAC).

Carrier Sense Multiple Access / Collision Detect protocol – este folosit pentru a permite unui dispozitiv să poată partaja banda unui mediu interconectat.

1.3.1.3 Nivelul 3: Nivelul Retea

Al treilea nivel al modelului OSI, cel de Rețea, are rolul de a translata adresele de rețea. Acesta decide rutarea datelor de la emițător la receptor. Adresarea este un sistem de atribuire a unor numere unice de identificare a dispozitivelor din rețea. Fiecare nod are două tipuri de adrese.

Un tip de adresă este denumit adresă de rețea. Adresele de rețea urmează schema ierarhică și pot fi atribuite sistemelor de operare. Schemele sunt ierarhice deoarece conțin subseturi de date care restrâng incremental locația unui nod. Formatele diferite ale nivelului de rețea diferă în funcție de ce protocol de rețea este folosit. Adresele de rețea sunt denumite și adrese logice sau adrese virtuale.

Al doilea tip de adrese atribuite fiecărui nod se numește adresă fizică.

Protocoale TCP/IP folosite la nivelul Rețea:

IP: Internet Protocol – este folosit pentru transmiterea pachetelor de date de la o sursă la o destinație bazându-se pe adresele IP respective. Există două versiuni de adrese IP: IP versiunea 4 (IPv4) și IP versiunea 6 (IPv6). IPv4 este momentan, cel mai folosit mod de adresare.

ICMP: Internet Control Message – utilizat pentru a transmite mesaje de eroare și statusuri referitoare la operațiuni de rețea și servicii disponibile. Cea mai des întâlnită comandă ICMP este ping. Aceasta permite verificarea disponibilității unui dispozitiv sau a unei gazde dintr-o rețea IP.

IPsec: Internet Protocol Security – folosit pentru a securiza transmisia de pachete IP.

IP este cel mai important protocol TCP/IP care operează la nivelul de Rețea.
Adresele IP sunt adrese logice furnziate de IP în TCP/IP.

Adresarea logică la nivelul de Rețea este ierarhică:

Un număr de adrese IP limitate identifică anumite rețele globale.

Rețele globale sunt interconectate în rețele medii și mari care folosesc alte adrese IP.

Rețele de dimensiuni medii și mari sunt interconectate în rețele mici care folosesc alte adrese IP.

1.3.1.4 Nivelul 4: Nivelul Transport

Protocoalele nivelului Transport acceptă date de la nivelul Sesiune și administrează transmisia datelor. Ceea ce înseamnă că este asigurat transferul sigur din punctul A în punctul B în secvența corectă și fără erori. Fără serviciile acestui nivel, datele nu ar putea fi verificate sau interpretate. Protocoalele nivelului Transport pot avea control asupra fluxului de date și a ratei de transmisie bazându-se pe viteza cu care receptorul poate primi date.

Nivelul Transport este de asemenea nivelul la care are loc segmentarea încapsularea și posibila reasamblare a datelor La nivelul Transport PDU sunt organizate sub forma de segmente. Functiile principale ale nivelului Transport sunt:

inițierea transferului;

controlul fluxului de date;

se asigură că datele au ajuns la destinație;

detectarea și remedierea erorile care au aparut în procesul de transport;

închiderea conexiunii.

Protocoale cele mai utilizate utilizate sunt TCP si UDP.

TCP(Transmision Control Protocol) este un protocol bazat pe conexiune, în care pentru fiecare pachet transmis se așteaptă o confirmare din partea echipamentului de destinație. Transmisia următorului pachet nu se realizează dacă nu se primește confirmarea pentru pachetul transmis anterior;

UDP(User Datagram Protocol) este folosit în situațiile în care eficiența și viteza transmisiei sunt mai importante decât corectitudinea datelor, de exemplu în rețelele multimedia, unde pentru transmiterea către clienți a informațiilor de voce sau imagine este mai importantă viteza (pentru a reduce întreruperile în transmisie) decât calitatea. Este un protocol fără conexiuni, semnalarea erorilor sau reluărilor fiind asigurată de nivelul superior.

1.3.1.5 Nivelul 5: Nivelul Sesiune

Protocoalele acestui nivel coordonează și mențin comunicațiile dintre două noduri dintr-o rețea. Acest termen se referă la o conexiune a schimbului de date dintre două componente. Conexiunea, de obicei se realizează între un client aflat la distanță și un server de acces, sau între web browser și un client.

Funcțiile acestui nivel sunt de a stabili, a menține activă și sigură comunicația de legătură pe durata sesiunii, prin sincronizarea dialogului dintre două noduri, determinând ce anume se întâmplă cu comunicația – dacă transmisia a fost restartată sau terminată. Serviciile nivelului Sesiune stabilesc termenii comunicației prin a decide care nod poate comunica primul și pentru ce perioadă de timp. Nivelul de Sesiune monitorizează participanții dintr-o sesiune asigurând faptul că numai utilizatorii autorizați pot accesa sesiunea.

Protocoale TCP/IP folosite la nivelul Sesiune:

Telnet: Protocol folosit pentru a deschide sesiuni de autentificare.

Remote-procedure call protocol – este folosit pentru a permite execuția programelor.

iSCSI: Internet small computer system interface – protocol ce permite trimiterea de comenzi SCSI într-o rețea TCP/IP. iSCSI este folosit pentru a interconecta dispozitive de stocare specializate cu calculatoare ce utilizează aceeași rețea.

1.3.1.6 Nivelul 6 – Nivelul Prezentare

Protocoalele ce fac parte din nivelul Prezentare acceptă date și formate din nivelul Aplicație, astfel încât un tip de aplicație și o gazdă pot înțelege datele primite de la o altă aplicație sau de la un alt calculator. Cu alte cuvinte, nivelul Prezentare este folosit drept translator.

Serviciile acestui nivel administrează criptarea datelor (cum ar fi codarea parolelor) și decriptarea.

Rolul principal al acestui nivel este de a converti date din diferite formate astfel încât, atât expeditorul cât și destinatarul să poată transfera date eterogene.

Protocoale TCP/IP folosite la nivelul Prezentare:

Multipurpose Internet Mail Extensions – sunt folosite pentru a permite aplicațiilor să convertească mesaje e-mail (mesaje cu conținut diferit de text) într-un format de date suportat de către destinatar.

Unicode: Aplicațiile de e-mail moderne și browserele Web folosesc Unicode la nivelul Prezentare, pentru a putea converti caractere între setul de caractere al expeditorului și cel al destinatarului. Unicode creează o modalitate standard de codare a caracterelor în diferite seturi de caractere.

1.3.1.7 Nivelul 5: Nivelul Aplicație

Cel mai de sus nivel, al șaptelea nivel, al modelului OSI este nivelul Aplicație.
Acesta conține servicii care facilitează comunicația dintre aplicațiile software și servicii care folosesc un nivel de rețea inferior, astfel încât rețeaua poate interpreta cererile aplicației și în sens invers, aplicația poate interpreta datele transmise din rețea. Prin protocoalele nivelului Aplicație, software-ul poate negocia formatarea, securitatea, sincronizarea și alte cerințe ale rețelei.

Nivelul Aplicație conține multe aplicații de rețea, precum e-mail-ul sau browser-ul web. Este important să se facă distincție între protocoalele nivelului Aplicație și aplicațiile software ale acestui nivel. De exemplu, software-ul web browser-ului este folosit pentru a vizualiza paginile web transmise către calculator folosind protocolul HTTP (Hypertext Transfer Protocol). Paginile web sunt codate în format HTML (Hypertext Markup Language). Browser-ul web este o aplicație a nivelului 7. Protocolul HTTP este un protocol al nivelului 7.

1.3.2 Arhitectura TCP/IP

Desi modelul OSI este universal recunoscut, standardul aplicat comunicării într-o rețea (sau între rețele) este TCP/IP, adică Transmission Control Protocol/Internet Protocol. TCP/IP (Transmission Control Protocol/Internet Protocol) este cel mai utilizat protocol folosit în rețelele locale cât și pe Internet datorită disponibilității și flexibilități lui având cel mai mare grad de corecție al erorilor. TCP/IP permite comunicarea între calculatoarele din întreaga lume indiferent de sistemul de operare instalat. În anii 1960, guvernul SUA finanțează proiectarea și dezvoltarea procotolului TCP/IP. Ministerul Apărării Naționale al SUA dorea un protocol de rețea care să funcționeze indiferent de condițiile de pe rețea. Atât timp cât conexiunea fizică între calculatoare este funcțională, trebuia să fie funcțională și conexiunea logică, chiar dacă alte calculatoare din rețea se opresc brusc. Era nevoie de o arhitectură flexibilă, mergând de la transferul de fișiere până la transmiterea vorbirii în timp real. Datorita fiabilitatii sale a fost mai tarziu preluat de dezvoltatorii de UNIX si adus la un nivel care sa permita comunicarea in Internet. Crearea acestui protocol a rezolvat multe probleme dificile din acea vreme, astfel devenind modelul standard pe care Internetul se bazează. La început el a fost folosit pentru rețelele militare, apoi a fost furnizat și agențiilor guvernamentale, universităților ca la urmă să poată fi folosit de publicul larg.

Structura modelului TCP/IP

Spre deosebire de OSI, modelul TCP/IP are doar patru niveluri (straturi, stive). În figura 1.10 este prezentată structura modelului TCP/IP:

Figura 1.10 : Nivele TCP/IP si modul de incapsulare al pachetelor

Deși două dintre straturi au același nume ca la modelul OSI, nu trebuie confundate între ele pentru că fiecare nivel are funcții total diferite pentru fiecare model în parte. Cele patru niveluri realizează funcțiile necesare pentru a pregăti datele înainte de a fi transmise pe rețea. Un mesaj pornește de la nivelul superior (nivelul Aplicație) și traversează de sus în jos cele patru niveluri până la nivelul inferior (nivelul Acces rețea). Informațiile din header sunt adăugate la mesaj în timp de acesta parcurge fiecare nivel, apoi mesajul este transmis. După ce ajunge la destinație, mesajul traversează din nou, de data aceasta de jos în sus fiecare nivel al modelului TCP/IP. Informațiile din header care au fost adăugate mesajului sunt înlăturate în timp ce acesta traversează nivelurile destinație.

1.3.2.1 Nivelul 1: Nivelul Aplicatie

Acest nivel comasează straturile Aplicație, Prezentare și Sesiune din modelul OSI. Proiectanții TCP/IP au considerat că protocoalele de nivel superior trebuie să includă detaliile nivelurilor Prezentare și Sesiune ale modelului OSI. Pur și simplu au creat un nivel Aplicație care manevrează protocoalele de nivel superior, problemele de reprezentare, codificările și controlul dialogurilor. TCP/IP combină toate aceste deziderate într-un singur nivel, care asigură împachetarea corectă a datelor pentru nivelul următor. Nivelul Aplicație oferă servicii de rețea aplicațiilor utilizator cum ar fi browserele web, programele de e-mail, terminalul virtual (TELNET), transfer de fișiere (FTP).

1.3.2.2 Nivelul 2: Nivelul Transport

Nivelul Transport al modelului TCP/IP administrează transmisia de date de la un computer la altul, asigurând calitatea serviciului de comunicare, siguranța liniei de transport, controlul fluxului, detecția și corecția erorilor.

Una dintre funcțiile acestui nivel este de a împărți datele în segmente mai mici pentru a fi transportate ușor prin rețea. El este proiectat astfel încât să permită conversații între entitățile pereche din gazdele sursă, respectiv, destinație.

Nivelul transport include protocoale TCP și UDP.

TCP (Trasmission Control Protocol) este un protocol orientat pe conexiune care permite ca un flux de octeți trimiși de la un calculator să ajungă fără erori pe orice alt calculator din Internet. Dacă pe calculatorul destinație un pachet ajunge cu erori, TCP cere retrimiterea acelui pachet. Orientarea pe conexiune nu semnifica faptul că există un circuit între computerele care comunică, ci faptul că segmentele nivelului Aplicație călătoresc bidirecțional între două gazde care sunt conectate logic pentru o anumită perioadă. Acest proces este cunoscut sub denumirea de packet switching. TCP/IP fragmentează fluxul de octeți în mesaje discrete și transferă fiecare mesaj nivelului Internet. TCP tratează totodată controlul fluxului pentru a se asigura că un emițător rapid nu inundă un receptor lent cu mai multe mesaje decât poate acesta să prelucreze.

UDP (User Datagram Protocol), este un protocol nesigur, fără conexiuni, destinat aplicațiilor care doresc să utilizeze propria lor secvențiere și control al fluxului. Protocolul UDP este de asemenea mult folosit pentru interogări rapide întrebarerăspuns, client-server și pentru aplicații în care comunicarea promptă este mai importatntă decât comunicarea cu acuratețe, așa cum sunt aplicațiile de transmisie a vorbirii și a imaginilor video.

1.3.2.3 Nivelul 3: Nivelul Internet

Nivelul Internet este cel care face adresarea logică în stiva TCP/IP. Pe scurt, el poate face doua lucruri:

identifică cea mai buna cale pe care trebuie sa o urmeze un pachet pentru a ajunge la destinație;

realizează comutația acelui pachet, aceasta fiind posibilitatea de a trimite pachetul printr-o altă interfață decât aceea de primire.

Inițial nivelul Internet trebuia să asigure rutarea pachetelor în interiorul unei singure rețele. Cu timpul a apărut posibilitatea interconexiunii între rețele, astfel încât acestui nivel i-au fost adăugate funcționalități de comunicare între o rețea sursă și o rețea destinație.

Pe lângă rolul nivelului Internet de a trimite pachete de la sursă spre rețeaua internetwork (dintre rețele) este și cel de a controla sosirea lor la destinație indiferent de traseul sau rețelele traversate până la destinație.

Protocolul specific care guvernează acest nivel se numește protocol Internet (IP). În acest nivel se realizează alegerea căii optime și distribuirea pachetelor. Acesta este locul unde acționeaza routerul în internet.

În stiva TCP/IP, protocolul IP asigură rutarea pachetelor de la o adresă sursă la o adresă destinație, folosind și unele protocoale adiționale, precum ICMP sau IGMP. Comunicarea la nivelul IP este nesigură, sarcina de corecție a erorilor fiind plasată la nivelurile superioare (de exemplu prin protocolul TCP).

1.3.2.4 Nivelul 4: Nivelul Acces la retea

Nivelul Acces la Rețea se ocupă cu toate problemele legate de transmiterea efectivă a unui pachet IP pe o legătură fizică, incluzând și aspectele legate de tehnologii și de medii de transmisie, adică nivelurile OSI 1 și 2 (Legătură de Date și Fizic).

Driverele, modemurile, plăcile de rețea, și alte componente se găsesc în nivelul Acces la Rețea. Nivelul de Acces la Rețea definește procedurile folosite pentru interogarea cu echipamentele de rețea și de acces la mediu de transmisie.

1.3.3 Comparație între modelele OSI și TCP/IP

O comparație între nivelurile modelului OSI și ale modelului TCP/IP, este prezentată în figura 1.11. Se observă că modelul TCP/IP este o arhitectură stratificată de comunicație pe 4 niveluri, spre deosebire de modelul OSI compus din 7 niveluri.

Figura 1.11: Nivele TCP/IP si OSI

Modelul OSI și modelul TCP/IP sunt ambele modele de referință folosite pentru a descrie procesul de transmitere a datelor.

Modelul OSI este folosit pentru dezvoltarea standardelor de comunicație pentru echipamente și aplicații ale diferiților producători. Specialiștii îl preferă pentru analize mai atente și ca fundament în orice discuție legată de rețele.

Pe de altă parte este adevărat că TCP/IP este folosit pentru suita de protocoale TCP/IP și este mai folositor pentru că este implementat în lumea reală.

Ca utilizatori finali avem de-a face numai cu nivelul aplicație, dar cunoașterea detaliată a nivelurilor este vitală pentru realizarea unei rețele. Este adevărat că majoritatea utilizatorilor nu știu mai nimic despre protocoale de rutare sau alte detalii, dar este de asemenea adevărat că acești utilizatori nu trebuie să realizeze rețele scalabile și sigure așa cum trebuie să realizeze un specialist.

Comparând cele două modele de referință (OSI și TCP/IP) vedem diferențe însă sunt și asemănări. Deși modelul OSI are 7 niveluri iar TCP/IP are doar 4 niveluri, rolul lor per ansamblu este în final același.

Asemanarii intre TCP/IP si OSI:

Ambele au niveluri

Ambele au nivelul aplicației, deși fiecare conține servicii diferite

Ambele au nivelurile rețelei și transportului comparabile

Ambele folosesc tehnologia de tip packet switching (nu cea circuit switching)

Administratorii de rețea trebuie să le cunoască pe amândouă

Deosebiri intre TCP/IP si OSI:

TCP/IP combină în nivelul său Aplicație (4) nivelele Aplicație (7), Prezentare (6) și Sesiune (5) din modelul OSI.

TCP/IP combină nivelul Legătură de date (2) și nivelul Fizic (2) din modelul OSI într-un singur nivel numit Acces Rețea (1).

TCP/IP pare a fi mai simplu deoarece are mai puține niveluri.

Protocoalele TCP/IP reprezintă standardele pe baza cărora s-a dezvoltat Internetul.

Rețelele tipice nu sunt construite pe baza protocoalelor OSI, deși modelul OSI este considerat ca ghid.

TCP / IP folosește protocolul UDP care nu garantează întotdeauna livrarea de pachete precum face nivelul transport din modelul OSI.

Un specialist va folosi modelul OSI, dar și protocoalele TCP/IP. Va privi  protocolul TCP ca pe un protocol al nivelului Transport (4) din modelul OSI, IP ca pe un protocol al nivelului Rețea (3) din modelul OSI, și Ethernet ca o tehnologie a nivelelor Legătură de date și Fizic (2 și 1) din modelul OSI.

1.3.4 Protocoale de retea

Un protocol bazat pe standarde este un proces sau protocol care a fost aprobat de către industria de rețele și ratificat, sau aprobat, de către o organizație standarde. Utilizarea standardelor în elaborarea și implementarea protocoalelor asigură că produsele de la diferiți producători pot interopera cu succes. Dacă un protocol nu se observă rigid de un anumit producător, echipamente sau software-ul lor nu poate fi capabil să comunice cu succes cu produsele realizate de alți producători.

În comunicații de date, de exemplu, dacă un capăt al unei conversații este folosind un protocol care să reglementeze comunicarea într-o direcție, iar celălalt capăt este presupunând un protocol care descrie comunicare în ambele sensuri, după toate probabilitățile, datele nu vor fi schimbate.Unele protocoale sunt proprietate. De proprietate, în acest context, înseamnă că o companie sau furnizor controlează definirea protocolului și modul în care funcții. Unele protocoale proprietare poate fi utilizat de către diferite organizații, cu permisiunea proprietarului. Altele pot fi puse în aplicare numai pe echipamente fabricate de vânzător de proprietate. Exemple de protocoale proprietare sunt AppleTalk și Novell Netware(figura 1.12).

Figura 1.12: Protocoale si Standarde de retea

Hypertext Transfer Protocol (HTTP) este un protocol la nivel de aplicație pentru distributie, sisteme de colaborare, informare hypermedia. Acesta este fundamentul pentru comunicații de date pentru World Wide Web (de exemplu: Internet). Din 1990 HTTP este un protocol generic și apatrid care poate fi utilizat si în alte scopuri extinzand metodele de cerere, codurile sale de eroare sau antetele.

Practic, HTTP este un protocol de comunicare pe bază de TCP/IP, care este folosit pentru a furniza date (fișiere HTML, fișiere imagine, rezultatele interogării, etc.) de pe World Wide Web. Portul implicit este TCP 80, dar alte porturi pot fi folosite. Acesta oferă un mod standardizat de computere pentru a comunica unul cu altul. Specificatiile HTTP precizeaza modul în care vor fi construite și trimise la server, si cum serverele răspund la aceste solicitări.

DNS (Domain Name Service) este un protocol care traduce adresele Internet literale în adrese Internet numerice, adrese utilizate de un calculator pentru a găsi un calculator receptor.

Caracteristicile sistemului de nume (DNS) sunt:

folosește o structură ierarhizată;

deleagă autoritatea pentru nume

baza de date cu numele și adresele IP este distribuită.

Baza de date DNS se numește distribuită deoarece nu există un singur server care să aibă toată informația necesară traducerii oricărui domeniu într-o adresă IP. Fiecare server are o bază de date cu propriile domenii , la care au acces toate sistemele de pe Internet. Fiecare server DNS are un server DNS superior cu care face periodic schimb de informație.

Sistemul de nume DNS are o organizare ierarhică, sub formă de arbore. Acesta are o rădăcină unică  (root) care are subdomenii.  Fiecare nod al arborelui reprezintă un nume de domeniu sau subdomeniu.

DHCP(Dynamic Host Configuration Protocol) este un mediu client server, urmaș al protocolului BOOTP, utilizat pentru alocarea dinamică a adreselor de IP, serverelor DNS (Domain Name Service), WINS (Windows Internet Name Service ) și a default gateway.

DHCP a fost proiectat și dezvoltat sub auspiciile Internet Engeneering Task Force (IETF). Microsoft a fost prima firmă care a introdus în 1994 DHCP odată cu lansarea lui Windows NT Server 3.5. Conceptele au fost preluate și de firma MacIntosh care a introdus alocarea dinamică a adreselor în rețelele sale.

   FTP este acronimul pentru File TransferProtocol (Protocolul de Transfer al Fisierelor ) si este cea mai folosita metoda pentru transferul fisierelor , indiferent de tipul si dimensiunea acestora , de la un computer la altul , prin intermediul Internetului .

Capitolul 2

Arhitecturi de calculatoare

Tehnologia calculatoarelor s-a imbunatatit foarte mult in ultima jumatate de secol.Azi, caculatoarele personale sunt mai puternice, au mai multa memorie, un statiu mai mare de stocare pe disk si au dimensiuni tot mai mici. Aceasta rata de imbunatatire avanseaza in doua directii, atat din punct de vedere al tehnologiei folosite pentru constructia calculatoarelor cat si a proiectarii innovative.

2.1 Introducere in lumea calculatoarelor

Pe parcursul evolutiei tehnologice, dezvoltarea arhitecturilor de calculatoare nu au avut un progres constant. In primi 25 de ani de la aparitia primului calculator, performantele calculatoarelor se imbunatateau cu 25% anual. La sfarsitul anilor 1970 a aparut primul microprocesor. Odata cu aparitia acestei componente a crescut si rata imbunatatirolor anuale la 35% pe an. Aparitia microprocesorului, a dus la doua schimbari majore[3]:

Eliminarea programarii in limbaj de asamblare, care a redus nevoia compatibilitatii obict-cod.

Aparitia sistemelor de operare standardizate cum ar fi UNIX,Linux, astfel micsorand costurile si riscul de a crea o noua arhitectura.

Aceste schimbari au facut posibila dezvoltarea cu succes a unui nou set de arhitecturi cu instructiuni simple numite RISC(Reduced Instruction Set Computer) la inceputul anilor 1980. Masinile bazate pe principiul RISC erau focusate pe doua tehnici de performanta critice:

Exploatarea la nivel de instructiuni( initial in forme simple, ulterior ajungand la intructiuni multiple)

Utilizarea memoriei cache( initial in forme simple si mai tarziu, folosind optimizarii complexe)

2.2 Clase de calculatoare

La inceputul anilor 1960, cea mai predominanta forma de calculatoare aveau dimensiunile unei camere si costau milioane de dolari, ele necesitau numerosi operatori pentru suportul tehnic.In 1970 a aparut primul calculator cu dimensiuni reduce, folosit initial in laboratoarele stintifice. Ulterior acest tip de calculator a fost aceptat de populatie, fiind folosit in mai multe domenii.[3]

2.2.1 Calculatoare de tip Desktop

Initial, primul calculator o fost folosit pentru calcule stintifice. Aceste prime calculatoare aveau un pret cuprins intre 500 $ si 5000 $ in functie de performantele acestora. Treptat calculatoarele au evoluat, scopul fiind acea de a imbunatati performantele si de a optimiza sistemele de calcul. Combinatia dintre pret si performanta era foarte inportanta pentru cumparatorii. Ca rezultat al acestor imbunatatiri constante sunt microprocesoarele de inalta performanta si cost redus.[3].

Calculatoarele de tip desktop au tendinta de a evolua din punct de vedere al aplicatiilor si al performantelor.

2.2.2 Servere

Serverele au aparut din necesitatea de a furniza servicii la scara mare si ca asestea sa fie fiabile. Odata cu aparitia WWW-ului ( Word Wide Web), a avut loc o accelerare a serviciilor web. Aceste tipuri de servere au devenit esentiale intr-o intreprindere, ele inlocuind structurile traditionale.

Ficare server este diferit. In primul rand, sistemul de care depinde este foarte important. De exemplu, consideram ca serverele ruleaza pentru Google, preiau comenzi de la Cisco sau suporta actiunile de pe eBay. Catastrofa provocata de caderea acestui system este mult mai mare decat in cazul in care este conectat la un singur calculator, din moment ce un server trebuie sa fie activ permanent.

In al doilea rand, o alta caracteristica esentiala a serverelor este scalabilitatea. Astfel, capacitatea de a intensifica calculul, memoria, stocarea, si largimea benzii sunt cruciale pentru un server.

In ultimul rand,serverele sunt proiectate pentru a realiza transfer de date eficient.Astfel, performantele generale ale serverelor, privind tranzactiile pe minut sau accesarea paginilor web pe secunda, sunt cruciale. Receptivitatea la o cerere individuala ramane importanta, dar eficienta globala si raportul cost-eficacitate, determinat de numarul de cereri care pot fi rezolvate intr-o unitate de timp, sunt elemente cheie pentru cele mai multe servere.

2.2.3 Calculatoarele incorporate

Calculatoarele incorporate sunt cele mai rapide component dintr-un computer functional. Aceste dispositive ruleaza pentru fiecare masina, sunt utilizate pentru cuptoarele cu microunde, masinile de spalat, pentru majoritatea imprimantelor si toate masinile care contin un microprocessor incorporate, cum ar fi: telefoanele mobile, jocurile video etc.

Calculatoarele incorporatesunt foarteraspandite datorita puterii mari de procesare si a costului. Acestea include procesoare de 8 biti, 16 biti,pe 32 de biti , care pot executa peste 100 milioane de instructiuni pe secunda.

2.3 Arhitectura calculatoarelor: Definitie

Cerintele catre un producator de calculatoare sunt destul de complexe. Trebuie sa determine atributele unui nou calculator, astfel incat acesta sa aibe performante maxime dar la acelasi pret si avand aceleasi constrangeri privind disponibilitatea. Aceste cerinte au numeroase aspect cu privire la: setul de intructiuni, organizarea functionala si implementarea. Implementarea poate cuprinde circuite integrate, sursa de alimentare si ventilatoare. In trecut arhitectura unui calculator se referea doar la setul de instructiuni.

2.4 Ce este un calculator?

Calculatorul este un echipament electronic ce permite prelucrarea automata a datelor sau realizarea unor sarcini, cum ar fi calculele matematice sau comunicațiile electronice, pe baza unor seturi de instrucțiuni, numite programe. Programele sunt seturi de comenzi sau instrucțiuni, ce se executa intr-o anumita ordine, care sunt culese si procesate de componentele electronice ale calculatorului, rezultatele fiind stocate sau transmise componentelor periferice, cum ar fi monitorul sau imprimanta. Este de remarcat faptul ca din ce in ce tot mai multe elemente importante din arhitectura unui calculator au căpătat individualitate, păstrându-și bineînțeles integrarea in sistem, prin acest lucru urmărindu-se posibilitatea upgrade-urilor fără a se înlocui întregul calculator. Astfel acestuia i se poate conferi titulatura de sistem de calcul, adică un ansamblu de doua componente: hardware (care cuprinde totalitatea componentelor electronice și mecanice) și software (care cuprinde totalitatea programelor utilizate). Partea hardware cuprinde memoria care stochează datele si instrucțiunile ce permit calculatorului sa funcționeze, unitatea centrala de procesare (CPU) care duce la îndeplinire acele instrucțiuni, unitatea BUS care conectează pârtile componente ale computerului, unitățile de intrare, ca de exemplu tastatura si mouse-ul, care permit user- ului sa comunice cu computerul, unitățile de ieșire, ca de exemplu imprimanta si monitorul, care permit computerului sa afișeze informațiile cerute de user, si altele. Partea de software este in general compusa din sistemul de operare si din programe utilitare care permit computerului managmentul fișierelor sau al unor periferice

2.5 Componentele unui calculator

2.5.1 Placa de baza

Este componenta hardware care asigură interconectarea funcțională (împreună cu sistemul de operare) și fizică dintre toate componentele a unui sistem de calcul.

2.5.2 Microprocesorul

(CPU – central processing unit sau Unitatea centrala de procesare) Este componenta hardware ce poate decodifica, interpreta și în cazul în care le recunoaște, executa instrucțiuni cuprinse în fluxul de date ce îi este Nedelcu Mitica – 2 – 2 destinat. Este singura componentă care poate recunoaște și executa instrucțiunile din programe. Caracteristici

1. Microprocesoarele au anumite caracteristici care le conferă performanta:

– viteza de lucru, data de viteza ceasului;

– capacitatea de memorie pe care o poate aloca la un moment dat;

– setul de instrucțiuni pe care le poate executa;

– capacitatea regiștrilor de lucru;

– tipul construcției.

2. Mărimea cuvântului (capacitatea de memorie direct adresabilă:16 biți, 32 biți, 64 biți).

3. Setul de instrucțiuni predefinite.

2.5.3 Memoria

Memoria interna (RAM=random acces memory si ROM=read only memory). Memoria RAM este acea memorie care se șterge la închiderea sistemului de calcul. Ea poate fi de mai multe feluri: FPM-RAM (fast page mode), EDO-RAM (extended data output), SDRAM (syncronous dynamic), RD-RAM, DD-RAM si altele. Un important mod de a le deosebi este prin viteza lor de a accesa datele. Fata de RAM, ROM este memoria care poate fi doar citita nu si alterata, si nu poate fi ștearsa. In configuratia unui sistem de calcul întalnim doua mari tipuri de memorii – RAM si ROM. Memoria este spaliul de lucru primar al oricarui calculator . Lucrând în tandem cu CPU (procesorul) are rolul de a stoca date li de a procesa informatii ce pot fi procesate imediat si în mod direct de catre processor sau alte dispozitive ale sistemului . Memoria este de asemenea legatura dintre software si CPU . Din punct de vedere intern memoria RAM este aranjata într-o matrice de celule de memorie , fiecare celula fiind folosita pentru stocarea unui bit de date (0sau1logic) . Datele memorate pot fi gasite aproape instantaneu (timp de ordinul zecilor de ns) prin indicarea rândului si coloanei la intersectia carora se afla celula respectiva . Se deosebesc doua tipuri de memorie : SRAM(Static Ram) si DRAM(Dynamic Ram) . Tehnologia DRAM este cea mai întâlnita în sistemele actuale , trebuind sa fie reimprospatata de sute de ori / secunda pentru a retine datele stocate în celulelede memorie (de aici vine si numele) ; fiecare celula este conceputa ca un mic condensator care stocheaza sarcina electrica . Este prezenta sub doua tipuri de module : SIMM-urile si DIMM-urile . SIMM-ul a fost dezvoltat cu scopul de a fi o solutie usoara pentru upgrade-uri . Magistrala de date este pe 32 biti , fizic modulele prezentând 72 sau 30 de pini . DIMM-ul a fost folosit întâi la sistemele MacIntosch dar a fost adoptat pe PC-uri datorita magistralei pe 64 de biti , având 128 pini . Tipurile de memorie DRAM sunt : FPM (Fast Page Mode) , EDO(Extended Data Out) , SDRAM (Synchronous DRAM) . Cele mai rapide sunt SDRAM-urile , fiind si cele mai noi , oferind timpi de acces mici (8ns) . Tehnologia SRAM foloseste tot un system matricial de retinere al datelor , dar este de cinci ori mai rapida , de doua ori mai scumpa si de doua ori mai voluminoasa decât memoria SRM . Nu necesita o reîmprospatare constanta , elementul central al unei celule fiind un circuit basculant bistabil . SRAM este folosit pentru memoriile cache datorita vitezei mari .

Memoria externa este cea care păstrează datele si informațiile chiar după închiderea calculatorului si poate fi transportata. Aceasta poate fi stocata pe hard disk, floppy disk, CD-ROM, benzi magnetice etc.

2.5.4 Hard Disk-ul

Hard disk-ul este singura parte mecanica, esențiale pentru funcționare care, la ora actuala, mai face parte dintr-un calculator modern. Din aceasta cauza, ea este si cea mai înceata, in comparație cu restul componentelor PC-ului (desigur, excludem floppy-ul si unitatea CD-ROM, care nu se folosesc continuu). In interiorul cutiei unui hard disk se găsesc unul sau mai multe discuri (platane) de aluminiu, un motor si un sistem de magneți si electromagneți, toate controlate de un mic procesor, si închise aproape ermetic intr-un mediu cu o puritate foarte mare.

2.5.5 Unitățile de intrare permit celui ce operează computerul (user-ul) sa comunice cu acesta. Dispozitivele de intrare sunt folosite pentru a furniza date si semnale de control la un sistem de prelucrare a informatiei. Exemplele de dispozitive de intrare includ tastaturi , mouse , scannere , camere digitale și joystick-uri.

2.5.5.1 TASTATURA

Tastatura(keyboard) este un periferic de intrare a datelor în calculatoare asemănător cu tastatura unei mașini de scris pentru imprimarea pe hârtie informației. Ea reprezintă un dispozitiv , de obicei , electro mecanic , ce include un set de taste , un microprocesor specializat și alte circuite electronice aferente . Se conectează la calculator printr-un cablu scurt.

2.5.5.2 SCANNER

Scannerele sunt niste dispozitive ce permit “scanarea” documentelor si salvarea lor in format digital in calculator, sub diferite extensii (JPG,GIF,BMP,PDF etc.). Ele au diferite rezolutii de scanare (ce afecteaza calitatea imaginii scanate) si pot include adaptoare de transparenta (pentru scanarea filmelor de aparat foto developate si diapozitivelor). Ele pot si conectate atat pe interfata LPT (1) a calculatorului, existand posibilitatea conectarii in cascada a unei imprimante), cat si pe porturile USB.

2.5.6 Unitățile de ieșire sunt acele unități cu ajutorul cărora computerul comunica utilizatorului rezultatele procesării sale: monitoare, imprimante, boxe, proiectoare etc. Dispozitivele de iesire comunica utilizatorului rezultatele obtinute in urma prelucrarii informatiilor primite de la dispozitivele de intrare. Aceste rezultate pot fi stocate intr-un depozit, pentru a putea fi folosite si ulterior.Rezultatele sunt preluate de dispozitivele de iesire in urma instructiunilor de control ale procesorului. Exemple de dispozitive de iesire: monitor, imprimanta etc.

2.5.6.1 MONITORUL

Primele generatii de monitoare au fost de tip digital , primind de la calculator toata informatia necesara afisarii sub forma de semnale TTL aparand apoi monitoarele analogice din ce în ce mai constructive. S-a diversificat oferta , perfectionându-se tehnologiile cristalelor lichide,plasma sa altele . O clasificare sumara a monitoarelor ar putea fi facuta dupa unul din criteriile :

dupa culorile de afisare : monitoare monocrome (afiseaza doar doua culori – negru si alb/verde/galben) ; cu niveluri de gri – pot afisa o serie de intensitati între alb si negru ; monitoarele color

dupa tipul semnalelor video

Monitoare digitale : accepta semnale video digitale (TTL) sunt conforme cu standardele mai vechi IBM CGA si EGA . Sunt limitate la afisarea unui numar fix de culori .

Monitoarele analogice : pot afisa un numar nelimitat de culori .

dupa tipul grilei de ghidare a electronilor în tub

Cu masca de umbrire : ghidarea fluxurilor de electroni spre punctele de fosfor corespunzatoare de pe ecran este realizata de o masca metalica subtire prevazuta cu orificii fine

Cu grila de apertura : în locul mastii de umbrire se afla o grila formata din fibre metalice fine , verticale , paralele , bine intinse si foarte apropiate intre ele.Calitatea acestor monitoare este superioara .

dupa tipul constructiv al ecranului

Monitoare cu tuburi catodice coneventionale (CRT) , sunt cele mai ieftine si mai performante de pe piata . Prezinta diferite variante , cele mai întâlnite fiind shadowmask CRT si tuburile Trinitron , cu grila de apertura *Dispozitive de afisare cu ecran plat (FPD-Flat Panel Display), LCD (cristale lichide) si PDP(Plasma Display Panel) . Sunt utilizate la laptopuri , fiind net inferioare monitoarelor clasice. Tendinta este de înlocuire a monitoarelor CRT cu monitoare cu ecran plat. *Ecrane tactile – adauga posibilitatea de selectare si manipulare a informatiei de pe ecran cu mâna; dimensiunile monitoarelor pot varia intre 14 si 21 inch.

2.5.7.2 Imprimanta

Imprimantele sunt dispozitivele opuse scannerelor, care pot tipari imaginile/textul din formatul digital al calculatorului pe hartie. Exista mai multe tipuri de imprimante, in functie de metoda de tiparire: – Imprimantele cu jet de cerneala, ce au un cartus (sau chiar mai multe de diferite culori) cu cerneala cu care improsca hartia si realizeaza imprimarea;Acestea pot fi atat color, cat si alb-negru;