Andrew S. Tanenbaum Retele de calculatoare
Preview:
Citation preview
- 1. Reele de calculatoare E D I I A A P A T R A Andrew S.
Tanenbaum Universitatea Vrijie Amsterdam, Olanda 2003 Byblos srl,
www.byblos.ro
- 2. Traducere: Colectivul de coordonare: prof. dr. ing. Valentin
Cristea prof. dr. ing. Eugenia Kalisz prof. dr. ing. Nicolae pu
Colectivul de traductori: as.ing. Ana Vrbnescu stud. Corina Stratan
prep. ing. Sabina erbu ing. Mihaela Negru prep. ing. Natalia Costea
as. ing. Rzvan Rughini prep. ing. Liviu Dragomirescu stud. Octavian
Udrea stud. Bogdan Viinescu ing. Mihaela Nea stud. Vlad Sima stud.
Ctlin Crstoiu stud. Mihai Mircea stud. Cristi Orban stud. Ozana
Dragomir stud. Andrei Agapi stud. Ana Maria Oprescu stud. Ionu
Frujin stud. Gabi Ghini stud. Paul Chiri ing. Raluca Busurca stud.
Vlad Panait ing. Octavian Purdil stud. Radu Niculi stud. Ctlin
Coman Pregtire, design, producie: Mihai Scoraru, Claudiu Soroiu,
Adrian Pop Editat de BYBLOS s.r.l., 2003 Bucureti, Str. Constantin
Rdulescu Motru 13/42, Tel: +40-(0)21-3309281 Sub licen Pearson
Education, Inc. dup: Computer Networks, 4th ed. de Andrew S.
Tanenbaum 2003, 1996 by Pearson Education, Inc., Prentice-Hall PTR
Upper Saddle River, New Jersey 07458 Tiprit n Romnia, la MASTER
DRUCK, 3400 Cluj-Napoca, Str. Liebknecht 2, Tel: +40-(0)264-432497
ISBN: 973-0-03000-6 Toate drepturile sunt rezervate. Nici o parte a
acestei cri nu poate fi reprodus, ntr-o form sau printr-un mijloc
oarecare, fr permisiunea scris a editorului. Toate numele
produselor menionate aici sunt mrci nregistrate ale respectivilor
proprietari.
- 3. Reele de calculatoare E D I I A A P A T R A Pentru Suzanne,
Barbara, Marvin i n memoria lui Bram i a lui Sweetie
- 4. Alte titluri de mare succes ale lui Andrew S. Tanenbaum:
Sisteme distribuite: principii i paradigme Aceast nou carte, scris
mpreun cu Maarten van Steen, prezint att principiile, ct i para-
digmele sistemelor distribuite moderne. n prima parte sunt tratate
n detaliu principiile de co- municare, procesele, numele,
sincronizarea, consistena i replicarea, tolerana la erori i securi-
tatea. n cea de-a doua parte se trece la prezentarea unor paradigme
diferite folosite pentru crearea sistemelor distribuite, inclusiv
sisteme bazate pe obiecte, sisteme distribuite de fiiere, sisteme
bazate pe documente i sisteme bazate pe coordonare. Sunt discutate
pe larg numeroa- se exemple. Sisteme de operare moderne, ediia a
doua Acest text de mare succes prezint n detaliu principiile
sistemelor de operare i le ilustreaz cu ajutorul a numeroase
exemple inspirate din lumea real. Dup un prim capitol introductiv,
ur- mtoarele cinci capitole trateaz conceptele de baz: procese i
fire de execuie, situaii de bloca- re, gestiunea memoriei, operaii
de intrare/ieire. Urmtoarele ase capitole trateaz noiuni mai
avansate, incluznd sisteme multimedia, sisteme multiprocesor,
securitate. La sfritul crii sunt prezentate dou studii de caz
detaliate: UNIX/Linux i Windows 2000. Organizarea structurat a
calculatoarelor, ediia a patra Aceast carte clasic, citit n lumea
ntreag i ajuns acum la cea de-a patra ediie, furnizeaz introducerea
ideal n studiul arhitecturii calculatoarelor. Subiectul este
prezentat ntr-o manier uor de neles ncepnd cu prezentarea
conceptelor de baz. Exist un capitol dedicat ncepto- rilor care
prezint logica digital, urmat de capitole n care sunt prezentate
microarhitectura, se- tul de instruciuni de la nivelul
arhitecturii, sistemele de operare, limbajul de asamblare i
arhitecturile paralele de calculatoare. Sisteme de operare:
proiectare i implementare, ediia a doua Acest text despre sisteme
de operare, scris mpreun cu Albert S. Woodhull, este singura carte
ce acoper att principiile sistemelor de operare ct i aplicaiile
acestora la un sistem real. Sunt tra- tate n detaliu toate
subiectele tradiionale legate de sistemele de operare. n plus,
principiile sunt ilustrate cu grij de MINIX, un sistem de operare
gratuit, de tip UNIX, pentru calculatoare personale. Fiecare carte
conine un CD-ROM care conine sistemul MINIX complet (cod binar i
surs). Codul surs este prezentat ntr-o anex a crii i este explicat
n detaliu n text.
- 5. v CUPRINS PREFA XVII 1. INTRODUCERE 1 1.1 UTILIZRILE
REELELOR DE CALCULATOARE 2 1.1.1 Aplicaii comerciale 3 1.1.2
Aplicaii domestice 5 1.1.3 Utilizatorii mobili 9 1.1.4 Aspecte
sociale 11 1.2 HARDWARE-UL REELEI 13 1.2.1 Reele locale 15 1.2.2
Reele metropolitane 16 1.2.3 Reele larg rspndite geografic 17 1.2.4
Reele fr fir 19 1.2.5 Reelele casnice (Home networks) 21 1.2.6
Inter-reelele 23
- 6. vi CUPRINS 1.3 PROGRAMELE DE REEA 24 1.3.1 Ierarhiile de
protocoale 24 1.3.2 Probleme de proiectare a nivelurilor 28 1.3.3
Servicii orientate pe conexiuni i servicii fr conexiuni 29 1.3.4
Primitive de serviciu 31 1.3.5 Relaia dintre servicii i protocoale
33 1.4 MODELE DE REFERIN 34 1.4.1 Modelul de referin OSI 34 1.4.2
Modelul de referin TCP/IP 37 1.4.3 O comparaie ntre modelele de
referin OSI i TCP 40 1.4.4 O critic a modelului i protocoalelor OSI
41 1.4.5 O critic a modelului de referin TCP/IP 43 1.5 EXEMPLE DE
REELE 44 1.5.1 Internet 44 1.5.5 Reele orientate pe conexiune 53
1.5.3 Ethernet 59 1.5.4 Reele fr fir: 802.11 61 1.6 STANDARDIZAREA
REELELOR 64 1.6.1 Whos Who n lumea telecomunicaiilor 64 1.6.2 Whos
Who n lumea standardelor internaionale 66 1.6.3 Whos Who n lumea
standardelor Internet 68 1.7 UNITI DE MSUR 69 1.8 RESTUL CRII N
REZUMAT 70 1.9 REZUMAT 71 1.10 PROBLEME 72 2. NIVELUL FIZIC 77 2.1
BAZELE TEORETICE ALE COMUNICRII DE DATE 77 2.1.1 Analiza Fourier 78
2.1.2 Semnalele cu band de frecven limitat 78 2.1.3 Viteza maxim de
transfer de date a unui canal 81
- 7. CUPRINS vii 2.2 MEDII DE TRANSMISIE GHIDAT 82 2.2.1 Medii
magnetice 82 2.2.2 Cablul torsadat 83 2.2.3 Cablu Coaxial 84 2.2.4
Fibre optice 84 2.3 COMUNICAIILE FR FIR 90 2.3.1 Spectrul
electromagnetic 91 2.3.2 Transmisia radio 93 2.3.3 Transmisia prin
microunde 94 2.3.4 Undele infraroii i milimetrice 97 2.3.5
Transmisia undelor luminoase 97 2.4 SATELII DE COMUNICAIE 98 2.4.1
Satelii geostaionari 99 2.4.2 Satelii de altitudine medie 103 2.4.3
Satelii de joas altitudine 103 2.4.4 Sateliii n comparaie cu
fibrele optice 105 2.5 SISTEMUL TELEFONIC 107 2.5.1 Structura
sistemului telefonic 107 2.5.2 Politica din domeniul telefonic 110
2.5.3 Bucla local: Modemuri, ADSL i transmisia fr fir 112 2.5.4
Trunchiuri i multiplexare 123 2.5.5 Comutarea 132 2.6 SISTEMUL DE
TELEFONIE MOBIL 136 2.6.1 Prima generaie de telefoane mobile: Voce
analogic 137 2.6.2 A doua generaie de telefoane mobile: Voce
digital 141 2.6.3 A treia generaie de telefoane mobile: Voce
digital i date 149 2.7 TELEVIZIUNEA PRIN CABLU 151 2.7.1
Televiziune prin antena colectiv 151 2.7.2 Internet prin cablu 152
2.7.3 Alocarea de spectru 154 2.7.4 Modemuri de cablu 155 2.7.5
Comparaie ntre ADSL i cablu 157 2.8 REZUMAT 158
- 8. viii CUPRINS 2.9 PROBLEME 159 3. NIVELUL LEGTUR DE DATE 165
3.1 ASPECTE ALE PROIECTRII NIVELULUI LEGTUR DE DATE 166 3.1.1
Servicii oferite nivelului reea 166 3.1.2 ncadrarea 169 3.1.3
Controlul erorilor 172 3.1.4 Controlul fluxului 173 3.2 DETECTAREA
I CORECTAREA ERORILOR 173 3.2.1 Coduri corectoare de erori 174
3.2.2 Coduri detectoare de erori 176 3.3 PROTOCOALE ELEMENTARE
PENTRU LEGTURA DE DATE 179 3.3.1 Un protocol simplex fr restricii
183 3.3.2 Un protocol simplu Stop-and-Wait (pas-cu-pas) 184 3.3.3
Un protocol simplex pentru un canal cu zgomote 186 3.4 PROTOCOALE
CU FEREASTR GLISANT 189 3.4.1 Un protocol cu fereastr glisant de un
bit 191 3.4.2 Un protocol de revenire cu n pai (Go Back n) 194
3.4.3 Un protocol cu repetare selectiv 199 3.5 VERIFICAREA
PROTOCOALELOR 204 3.5.1 Modele de tip automat finit 204 3.5.2
Modele de tip reea Petri 207 3.6 EXEMPLE DE PROTOCOALE ALE LEGTURII
DE DATE 209 3.6.1 HDLC - Controlul de nivel nalt al legturii de
date 209 3.6.2 Nivelul legturii de date n Internet 212 3.7 REZUMAT
216 3.8 PROBLEME 217
- 9. CUPRINS ix 4. SUBNIVELUL DE ACCES LA MEDIU 223 4.1 PROBLEMA
ALOCRII CANALULUI 224 4.1.1 Alocarea static a canalului n reelele
LAN i MAN 224 4.1.2 Alocarea dinamic a canalului n reelele LAN i
MAN 225 4.2 PROTOCOALE CU ACCES MULTIPLU 226 4.2.1 ALOHA 226 4.2.2
Protocoale cu acces multiplu i detecie de purttoare 230 4.2.3
Protocoale fr coliziuni 233 4.2.4 Protocoale cu conflict limitat
235 4.2.5 Protocoale cu acces multiplu cu divizarea frecvenei 238
4.2.6 Protocoale pentru reele LAN fr fir 241 4.3 ETHERNET 243 4.3.1
Cablarea Ethernet 244 4.3.2 Codificarea Manchester 247 4.3.3
Protocolul subnivelului MAC Ethernet 248 4.3.4 Algoritmul de
regresie exponenial binar 250 4.3.5 Performanele Ethernet-ului 251
4.3.6 Ethernetul comutat 253 4.3.7 Ethernet-ul rapid 254 4.3.8
Ethernetul Gigabit 257 4.3.9 IEEE 802.2: Controlul legturilor
logice 260 4.3.10 Retrospectiva Ethernetului 261 4.4 REELE LOCALE
FR FIR 262 4.4.1. Stiva de protocoale 802.11 262 4.4.2. Nivelul
fizic al 802.11 263 4.4.3 Protocolul subnivelului MAC al 802.11 265
4.4.4 Formatul cadrului 802.11 269 4.4.5 Servicii 270 4.5 REELE FR
FIR DE BAND LARG 271 4.5.1 Comparaie ntre 802.11 i 802.16 272 4.5.2
Stiva de protocoale 802.16 273 4.5.3 Nivelul fizic 802.16 274 4.5.4
Protocolul subnivelului MAC la 802.16 276 4.5.5 Structura cadrului
802.16 278
- 10. x CUPRINS 4.6 BLUETOOTH 278 4.6.1 Arhitectura Bluetooth 279
4.6.2 Aplicaii Bluetooth 280 4.6.3 Stiva de protocoale Bluetooth
281 4.6.4 Nivelul Bluetooth radio 282 4.6.5 Nivelul band de baz
Bluetooth 283 4.6.6 Nivelul L2CAP Bluetooth 284 4.6.7 Structura
cadrului Bluetooth 284 4.7. COMUTAREA LA NIVELUL LEGTURII DE DATE
285 4.7.1 Puni de la 802.x la 802.y 287 4.7.2 Interconectarea local
a reelelor 289 4.7.3 Puni cu arbore de acoperire 290 4.7.4 Puni
aflate la distan 292 4.7.5 Repetoare, Noduri, Puni, Comutatoare,
Rutere i Pori 292 4.7.6 LAN-uri virtuale 295 4.8 REZUMAT 302 4.9
PROBLEME 303 5. NIVELUL REEA 309 5.1 CERINELE DE PROIECTARE ALE
NIVELULUI REEA 309 5.1.1 Comutare de pachete de tip
Memoreaz-i-Retransmite (Store-and-Forward) 310 5.1.2 Servicii
furnizate nivelului transport 310 5.1.3 Implementarea serviciului
neorientat pe conexiune 311 5.1.4 Implementarea serviciilor
orientate pe conexiune 313 5.1.5 Comparaie ntre subreele cu
circuite virtuale i subreele datagram 314 5.2 ALGORITMI DE DIRIJARE
315 5.2.1 Principiul optimalitii 317 5.2.2 Dirijarea pe calea cea
mai scurt 318 5.2.3 Inundarea 320 5.2.4 Dirijare cu vectori distan
321 5.2.5 Dirijarea folosind starea legturilor 324 5.2.6 Dirijare
ierarhic 329 5.2.7 Dirijarea prin difuzare 331 5.2.8 Dirijarea cu
trimitere multipl (multicast) 333
- 11. CUPRINS xi 5.2.9 Dirijarea pentru calculatoare gazd mobile
334 5.2.10 Dirijarea n reele AD HOC 337 5.2.11 Cutarea nodurilor n
reele punct la punct 341 5.3 ALGORITMI PENTRU CONTROLUL CONGESTIEI
345 5.3.1 Principii generale ale controlului congestiei 347 5.3.2
Politici pentru prevenirea congestiei 348 5.3.3 Controlul
congestiei n subreelele bazate pe circuite virtuale 349 5.3.4
Controlul congestiei n subreele datagram 351 5.3.5 mprtierea
ncrcrii 353 5.3.6 Controlul fluctuaiilor 355 5.4 CALITATEA
SERVICIILOR 356 5.4.1 Cerine 356 5.4.2 Tehnici pentru obinerea unei
bune caliti a serviciilor 357 5.4.3 Servicii integrate 367 5.4.4
Servicii difereniate 370 5.4.5 Comutarea etichetelor i MPLS 372 5.5
INTERCONECTAREA REELELOR 374 5.5.1 Prin ce difer reelele 376 5.5.2
Cum pot fi conectate reelele 377 5.5.3 Circuite virtuale
concatenate 378 5.5.4 Interconectarea reelelor fr conexiuni 379
5.5.5 Trecerea prin tunel 380 5.5.6 Dirijarea n reele
interconectate 382 5.5.7 Fragmentarea 383 5.6 NIVELUL REEA N
INTERNET 386 5.6.1 Protocolul IP 388 5.6.2 Adrese IP 391 5.5.4
Protocoale de control n Internet 401 5.5.5 Protocolul de dirijare
folosit de porile interioare: OSPF 406 5.6.5 Protocolul de dirijare
pentru pori externe: BGP 411 5.6.6 Trimiterea multipl n Internet
412 5.6.7 IP mobil 413 5.6.8 IPv6 415 5.7 REZUMAT 423
- 12. xii CUPRINS 5.8 PROBLEME 423 6. NIVELUL TRANSPORT 431 6.1
SERVICIILE OFERITE DE NIVELUL TRANSPORT 431 6.1.1 Servicii
furnizate nivelurilor superioare 431 6.1.2 Primitivele serviciilor
de transport 433 6.1.3 Socluri Berkeley 436 6.1.4 Un exemplu de
programare cu socluri: server de fiiere pentru Internet 437 6.2
NOIUNI DE BAZ DESPRE PROTOCOALELE DE TRANSPORT 441 6.2.1 Adresarea
442 6.2.2 Stabilirea conexiunii 445 6.2.3 Eliberarea conexiunii 449
6.2.4 Controlul fluxului i memorarea temporar (buffering) 453 6.2.5
Multiplexarea 457 6.2.6 Refacerea dup cdere 458 6.3 UN PROTOCOL
SIMPLU DE TRANSPORT 460 6.3.1 Primitivele serviciului ales ca
exemplu 460 6.3.2 Entitatea de transport aleas ca exemplu 461 6.3.3
Exemplul vzut ca un automat finit 468 6.4 PROTOCOALE DE TRANSPORT
PRIN INTERNET: UDP 471 6.4.1. Introducere n UDP 471 6.4.2. Apel de
procedur la distan (Remote Procedure Call) 472 6.4.3 Protocolul de
transport n timp real Real-Time Transport Protocol 474 6.5.
PROTOCOALE DE TRANSPORT PRIN INTERNET: TCP 477 6.5.1 Introducere n
TCP 477 6.5.2 Modelul serviciului TCP 478 6.5.3 Protocolul TCP 480
6.5.4 Antetul segmentului TCP 481 6.5.5 Stabilirea conexiunii TCP
484 6.5.6 Eliberarea conexiunii TCP 485 6.5.7 Modelarea
administrrii conexiunii TCP 485 6.5.8 Politica TCP de transmisie a
datelor 487 6.5.9 Controlul congestiei n TCP 490 6.5.10
Administrarea contorului de timp n TCP 493
- 13. CUPRINS xiii 6.5.11 TCP i UDP n conexiune fr fir 496 6.5.12
TCP Tranzacional 498 6.6 ELEMENTE DE PERFORMAN 499 6.6.1 Probleme
de performan n reelele de calculatoare 500 6.6.2 Msurarea
performanelor reelei 502 6.6.3 Proiectarea de sistem pentru
performane superioare 504 6.6.4 Prelucrarea rapid a TPDU-urilor 507
6.6.5 Protocoale pentru reele gigabit 510 6.7 REZUMAT 514 6.8
PROBLEME 515 7. NIVELUL APLICAIE 521 7.1 DNS - SISTEMUL NUMELOR DE
DOMENII 521 7.1.1 Spaiul de nume DNS 522 7.1.2 nregistrri de
resurse 524 7.1.3 Servere de nume 527 7.2 POTA ELECTRONIC 529 7.2.1
Arhitectur i servicii 530 7.2.2 Agentul utilizator 532 7.2.3
Formatele mesajelor 534 7.2.4 Transferul mesajelor 540 7.2.5
Livrarea final 543 7.3 WORLD WIDE WEB 548 7.3.1 Aspecte
arhitecturale 549 7.3.2 Documente Web statice 564 7.3.3 Documente
Web dinamice 576 7.3.4 HTTP HyperText Transfer Protocol 583 7.3.5
mbuntiri ale performanei 588 7.3.6 Web-ul fr fir 593 7.4 MULTIMEDIA
602 7.4.1 Introducere in sunetele digitale 603 7.4.2 Compresia
audio 605 7.4.3 Fluxuri audio 607
- 14. xiv CUPRINS 7.4.4 Radio prin Internet 610 7.4.5 Voce peste
IP 613 7.4.6 Introducere la video 618 7.4.7 Compresia video 621
7.4.8 Video la cerere 628 7.4.9 MBone - Coloana vertebral pentru
trimitere multipl 634 7.5 REZUMAT 637 7.6 PROBLEME 638 8.
SECURITATEA REELELOR 645 8.1 CRIPTOGRAFIA 648 8.1.1 Introducere n
criptografie 648 8.1.2 Cifrurile cu substituie 651 8.1.3 Cifrurile
cu transpoziie 652 8.1.4 Chei acoperitoare 653 8.1.5 Dou principii
criptografice fundamentale 657 8.2 ALGORITMI CU CHEIE SECRET 658
8.2.1 DES Data Encryption Standard 660 8.2.2 AES Advanced
Encryption Standard 662 8.2.3 Moduri de cifrare 666 8.2.4 Alte
cifruri 670 8.2.5 Criptanaliza 671 8.3 ALGORITMI CU CHEIE PUBLIC
671 8.3.1 RSA 672 8.3.2 Ali algoritmi cu cheie public 674 8.4
SEMNTURI DIGITALE 674 8.4.1 Semnturi cu cheie simetric 675 8.4.2
Semnturi cu cheie public 676 8.4.3 Rezumate de mesaje 677 8.4.4
Atacul zilei de natere 681 8.5 GESTIONAREA CHEILOR PUBLICE 682
8.5.1 Certificate 683 8.5.2 X.509 684
- 15. CUPRINS xv 8.5.3 Infrastructuri cu chei publice 685 8.6
SECURITATEA COMUNICAIEI 688 8.6.1 IPsec 689 8.6.2 Ziduri de
protecie 692 8.6.3 Reele private virtuale 695 8.6.4 Securitatea n
comunicaiile fr fir 696 8.7 PROTOCOALE DE AUTENTIFICARE 700 8.7.1
Autentificare bazat pe cheie secret partajat 701 8.7.2 Stabilirea
unei chei secrete: schimbul de chei Diffie-Hellman 705 8.7.3
Autentificarea folosind un Centru de Distribuia Cheilor 707 8.7.4
Autentificarea folosind Kerberos 709 8.7.5 Autentificarea folosind
criptografia cu cheie public 711 8.8 CONFIDENIALITATEA POTEI
ELECTRONICE 712 8.8.1 PGP-Pretty Good Privacy (rom.:
Confidenialitate Destul de Bun) 712 8.8.2 PEM-Privacy Enhanced Mail
(Pot cu Confidenialitate Sporit) 716 8.8.3 S/MIME 717 8.9
SECURITATEA WEB-ULUI 717 8.9.1 Pericole 718 8.9.2 Sigurana numelor
718 8.9.3 SSL Nivelul soclurilor sigure (Secure Sockets Layer) 725
8.9.4 Securitatea codului mobil 728 8.10 IMPLICAII SOCIALE 730
8.10.1 Confidenialitate 731 8.10.2 Libertatea de exprimare 733
8.10.3 Dreptul de autor 736 8.11 REZUMAT 738 8.12 PROBLEME 739 9.
RECOMANDRI DE LECTUR I BIBLIOGRAFIE 745 9.1 SUGESTII PENTRU LECTURI
VIITOARE 745 9.1.1 Lucrri introductive i generale 746 9.1.2 Nivelul
fizic 747
- 16. xvi CUPRINS 9.1.3 Nivelul legtur de date 749 9.1.4
Subnivelul de control al accesului la mediu 750 9.1.5 Nivelul reea
751 9.1.6 Nivelul transport 753 9.1.7 Nivelul aplicaie 753 9.1.8
Securitatea reelelor 754 9.2 BIBLIOGRAFIE N ORDINE ALFABETIC 756
INDEX 777
- 17. xvii PREFA Aceast carte este acum la a patra ediie. Fiecare
ediie a corespuns unei etape diferite n modul de utilizare a
reelelor de calculatoare. Cnd a aprut prima ediie, n 1980, reelele
erau o curiozita- te academic. n 1988, cnd a aprut a doua ediie,
reelele erau folosite de universiti i de marile firme. Cnd a aprut
a treia ediie n 1996, reelele de calculatoare, n special
Internet-ul, au devenit o realitate zilnic pentru milioane de
oameni. Noutatea celei de a patra ediii o reprezint evoluia rapid a
reelelor fr fir, n numeroase forme. Imaginea reelelor de
calculatoare s-a modificat radical de la ediia a treia. n anii 90 a
existat o varietate de reele de tip LAN i WAN, mpreun cu stivele de
protocoale aferente. n anul 2003, singura reea de tip LAN larg
utilizat ce utilizeaz mediul ghidat de transmisie este Ethernet i
practic toate reelele WAN existente sunt conectate la Internet. n
consecin, o important cantita- te de informaie referitoare la
reelele mai vechi a fost nlturat. Oricum, noile realizri n domeniu
sunt i ele consistente. Cel mai important progres l-au nregis- trat
comunicaiile fr fir, inclusiv 802.11, buclele locale de telefonie
fr fir, a doua i a treia genera- ie de reele celulare (2G i 3G),
Bluetooth, WAP, i-mode i altele. n consecin, a fost adugat o
important cantitate de informaie despre reelele fr fir. Un alt
subiect important de actualitate este securitatea n reele, pentru
care a fost adugat n carte un capitol separat. Dei cap. 1 are
aceeai funcie introductiv pe care o avea i n ediia a treia,
cuprinsul a fost revizuit i actualizat. De exemplu, sunt prezentate
introduceri despre Internet, Ethernet, reele LAN fr fir, mpreun cu
istoricul i originile acestora. Sunt tratate pe scurt i reelele
pentru utilizatori casnici.
- 18. xviii PREFA Cap. 2 a fost restructurat ntr-o oarecare msur.
Dup o scurt introducere n principiile comunicaiilor de date, exist
trei seciuni majore despre transmisii (prin medii ghidate, medii fr
fir i satelii) urmate de nc trei seciuni cu studii de caz (reele
comutate de telefonie public, reele de telefonie mobil i reele de
televiziune prin cablu). Printre noile subiecte expuse n acest
capitol se numr ADSL, comunicaia fr fir n band larg, reele
metropoli- tane fr fir, accesul Internet prin cablu i DOCSIS. Cap.
3 s-a ocupat dintotdeauna cu principiile fundamentale ale
protocoalelor punct-la-punct. Ideile expuse aici au rmas n vigoare
timp de decenii. Ca urmare succesiunea detaliat de exemple de
protocoale prezentate n acest capitol a rmas practic neschimbat de
la a treia ediie. Din contr, n zona subnivelului MAC a existat o
activitate intens n ultimii ani, aa c s-au produs multe schimbri n
cap. 4. Seciunea dedicat Ethernet-ului a fost extins pen- tru a
include i Gigabit Ethernet. S-au introdus seciuni complet noi
despre LAN-uri fr fir, comunicaie fr fir n band larg, Bluetooth i
comutare la nivel de legtur de date, inclusiv MPLS. Cap. 5 a fost
de asemenea actualizat: au fost nlturate toate materialele
referitoare la ATM i au fost adugate materiale suplimentare despre
Internet. Un alt subiect important este calitatea serviciilor,
cuprinznd expuneri despre servicii integrate i servicii
difereniate. Sunt prezente n acest capitol i reelele fr fir, mpreun
cu o discuie despre rutarea n ree- le ad-hoc. Alte aspecte noi
includ NAT i reelele de la egal la egal (peer-to-peer). Cap. 6
trateaz n continuare nivelul transport, dar i aici au avut loc
unele schimbri. Prin- tre acestea se numr un exemplu de programare
a soclurilor (sockets). Sunt prezentate i co- mentate dou programe
de cte o pagin scrise n limbajul C. Aceste programe, disponibile i
pe situl Web al crii, pot fi compilate i rulate. mpreun ele
furnizeaz o aplicaie de server de fiiere sau server de Web, pentru
experimentare. Alte subiecte noi includ apelul procedurilor la dis-
tan, RTP i tranzacii/TCP. Cap. 7, relativ la nivelul aplicaie, a
fost mai clar orientat. Dup o scurt introducere n DNS, restul
capitolului trateaz trei aspecte: pot electronic, Web i multimedia.
Fiecare dintre acestea este tratat foarte detaliat. Discuia despre
modul de funcionare a Web-ului se ntinde acum pe mai mult de 60 de
pagini, acoperind multe subiecte, printre care pagini Web statice i
dinamice, HTTP, scripturi CGI, reele cu livrare bazat pe coninut,
cookies i ps- trarea temporar n memoria ascuns (cache) a Web-ului.
Sunt prezente i materiale despre modul de scriere a paginilor Web
moderne, cu scurte introduceri n XML, XSL, XHTML, PHP i altele,
toate nsoite de exemple funcionale. Este menionat i accesul Web fr
fir, cu accent asupra i-mode i WAP. Seciunea de multimedia cuprinde
acum MP3, fluxuri audio, radio prin Internet i transmisii de voce
peste IP. Securitatea reelelor a devenit azi att de important nct i
s-a acordat un nou capitol n- sumnd peste 100 de pagini. Sunt
prezentate att principii de securitate (algoritmi simetrici i
algoritmi cu chei publice, semnturi digitale i certificate X.509)
ct i aplicaii ale acestor principii (autentificare, securitatea
potei electronice i securitatea Web). Acest capitol este
- 19. PREFA xix att ntins ca arie de acoperire (de la
criptografie cuantic pn la cenzura guvernamental) ct i bogat n
detalii (de exemplu modul de funcionare al algoritmului SHA-1).
Cap. 9, conine o list complet nou de recomandri bibliografice, ct i
o bibliografie cu- prinztoare de peste 350 de titluri. Peste 200
dintre aceste lucrri sunt scrise dup anul 2000. Crile despre
computere conin foarte multe acronime. Nici cartea de fa nu face
excep- ie. Dup ce ai terminat de citit aceast carte, urmtorii
termeni ar trebui s nsemne ceva pentru dumneavoastr: ADSL, AES,
AMPS, AODV, ARP, ATM, BGP, CDMA, CDN, CGI, CIDR, DCF, DES, DHCP,
DMCA, FDM, FHSS, GPRS, GSM, HDLC, HFC, HTML, HTTP, ICMP, IMAP, ISP,
ITU, LAN, LMDS, MAC, MACA, MIME, MPEG, MPLS, MTU, NAP, NAT, NSA,
NTSC, OFDM, OSPF, PCF, PCM, PGP, PHP, PKI, POTS, PPP, PSTN, QAM,
QPSK, RED, RFC, RSA, RSVP, RTP, SSL, TCP, TDM, UDP, URL, UTP, VLAN,
VPN, VSAT, WAN, WAP, WDMA, WEP, WWW i XML. Dar nu v ngrijorai.
Ficare din aceti termeni va fi cu atenie explicat nainte de a fi
utilizat. Pentru a-i ajuta pe instructorii care do- resc s
foloseasc aceast carte ca suport de curs, autorul a pregtit o
varietate de materiale auxiliare, printre care: Un manual cu
soluiile problemelor. Fiiere coninnd toate figurile n diferite
formate Un simulator (scris n C) pentru exemplele de protocoale din
Cap. 3. O pagin de web cu link-uri ctre ndrumare practice,
organizaii, ntrebri frecvente, etc Manualul cu soluii este
disponibil la Prentice Hall (dar numai pentru instructori, nu i
pentru stu- deni). Toate celelalte materiale pot fi gsite pe situl
crii, la adresa: http://www.prenhall.com/tanenbaum De acolo, facei
click pe coperta crii. Multe persoane m-au ajutat n timpul lucrului
la a patra ediie. A dori n mod deosebit s mul- umesc urmtoarelor
persoane: Ross Anderson, Elizabeth Belding-Royer, Steve Bellovin,
Chatschick Bisdikian, Kees Bot, Scott Bradner, Jennifer Bray, Pat
Cain, Ed Felten, Warwick Ford, Kevin Fu, Ron Fulle, Jim Geier,
Mario Gerla, Natalie Giroux, Steve Hanna, Jeff Hayes, Amir
Herzberg, Philip Homburg, Philipp Hoschka, David Green, Bart
Jacobs, Frans Kaashoek, Steve Kent, Roger Kermode, Robert Kinicki,
Shay Kutten, Rob Lanphier, Marcus Leech, Tom Maufer, Brent Miller,
Shivakant Mishra, Thomas Nadeau, Shlomo Ovadia, Kaveh Pahlavan,
Radia Perlman, Guillaume Pierre, Wayne Pleasant, Patrick Powell,
Thomas Robertazzi, Medy Sanadidi, Christian Schmutzer, Henning
Schulzrinne, Paul Sevinc, Mihail Sichitiu, Bernard Sklar, Ed
Skoudis, Bob Strader, George Swallow, George Thiruvathukal, Peter
Tomsu, Patrick Verkaik, Dave Vittali, Spyros Voulgaris, Jan-Mark
Wams, Ruediger Weis, Bert Wijnen, Joseph Wilkes, Leendert van Doorn
i Maarten van Steen. Mulumiri speciale sunt adresate lui Trudy
Levine care a demonstrat c bunicile pot face o trea- b excelent
recapitulnd materialul tehnic. Shivakant Mishra s-a gndit la multe
dintre problemele
- 20. xx PREFA dificile de la sfritul capitolelor. Andy Dornan
mi-a recomandat lecturi suplimentare pentru Cap. 9. Jan Looyen a
furnizat echipamente hardware indispensabile ntr-un moment critic.
Dr. F de Nies s-a dovedit un expert n materie de cut-and-paste
atunci cnd a fost necesar. Editorul meu de la Prentice Hall, Mary
Franz m-a aprovizionat cu mai multe materiale pentru citit dect
consumasem n precedenii 7 ani i m-a ajutat n numeroase alte
situaii. n sfrit, am ajuns la persoanele cele mai importante:
Suzanne, Barbara i Marvin. Suzannei pentru dragoste, rbdare i
prnzurile din excursiile la iarb verde. Barbarei i lui Marvin
pentru c au fost veseli i amuzani n permanen (mai puin atunci cand
se plngeau de ngrozitoarele manu- ale pentru colegiu, fapt ce m-a
fcut s fiu mai cu picioarele pe pmnt). V mulumesc. ANDREW S.
TANENBAUM
- 21. 1 1 INTRODUCERE Fiecare din ultimele trei secole a fost
dominat de o anumit tehnologie. Secolul al XVIII-lea a fost secolul
marilor sisteme mecanice care au nsoit Revoluia Industrial. Secolul
al XIX-lea a fost epoca mainilor cu aburi. n secolul XX, tehnologia
cheie este legat de colectarea, prelucrarea i distribuirea
informaiei. Printre alte realizri, am asistat la instalarea
reelelor telefonice mondiale, la invenia radioului i a
televiziunii, la naterea i creterea nemaivzut a industriei de
calculatoare i la lansarea sateliilor de comunicaii. Datorit
progresului tehnologic rapid, aceste domenii converg n ritm alert,
iar diferenele ntre colectarea, transportul, stocarea i prelucrarea
informaiei dispar pe zi ce trece. Organizaii cu sute de birouri
rspndite pe o arie geografic larg se ateapt s poat examina n mod
curent printr-o simpl apsare de buton chiar i echipamentele lor
cele mai ndeprtate. Pe msur ce posibilitile noastre de a colecta,
prelucra i distribui informaia cresc tot mai mult, cererea pentru o
prelucrarea i mai sofisticat a informaiei crete i mai rapid. Dei
industria de calculatoare este nc tnr n comparaie cu alte industrii
(de exemplu, con- strucia de automobile i transportul aerian),
domeniul calculatoarelor a cunoscut un progres spec- taculos ntr-un
timp scurt. n primele decenii de existen sistemele de calcul erau
foarte centralizate, de obicei n interiorul unei singure ncperi.
Adesea, aceast ncpere avea perei de sticl prin care vizitatorii se
puteau holba la marea minune electronic dinuntru. O companie de
mrime mijlocie sau o universitate ar fi putut avea unul sau dou
calculatoare, n timp ce instituiile mari aveau cel mult cteva zeci.
Ideea c, n mai puin de 20 de ani, calculatoare la fel de puternice,
mai mici dect un timbru potal, vor fi produse pe scar larg n
milioane de exemplare prea desprins dintr-un scenariu
tiinifico-fantastic. ntreptrunderea dintre domeniul calculatoarelor
i cel al comunicaiilor a avut o influen pro- fund asupra modului n
care sunt organizate sistemele de calcul. Conceptul de ,,centru de
calcul -
- 22. 2 INTRODUCERE CAP. 1 n accepiunea sa de ncpere unde exist
un calculator mare la care utilizatorii vin s-i ruleze pro- gramele
- este total depit. Vechiul model al unui singur calculator care
servete rezolvrii proble- melor de calcul ale organizaiei a fost
nlocuit de un model n care munca este fcut de un numr mare de
calculatoare separate, dar interconectate. Aceste sisteme se numesc
reele de calculatoare. Proiectarea i organizarea acestor reele
reprezint subiectul acestei cri. Pe parcursul crii vom folosi
termenul ,,reea de calculatoare pentru a desemna o colecie de
calculatoare autonome interconectate folosind o singur tehnologie.
Se spune despre dou calcula- toare c sunt interconectate dac sunt
capabile s schimbe informaie ntre ele. Conectarea nu se face
neaprat printr-un cablu de cupru; pot fi folosite n acest scop
fibra optic, radiaii infraroii, microunde sau satelii de
comunicaii. Reelele pot fi de dimensiuni, tipuri i forme diferite,
aa cum vom vedea ceva mai trziu. Dei poate s par straniu, nici
Internet-ul i nici World Wide Web-ul (reea de ntindere mondial) nu
sunt reele de calculatoare. Dac parcurgei cartea pn la sfrit va fi
clar i de ce. Rspunsul simplist este urmtorul: Internet-ul nu este
o singur reea, ci o reea de reele, iar WWW este un sistem
distribuit care funcioneaz peste nivelul Internet-ului. n
literatura de specialitate, se face deseori confuzie ntre o reea de
calculatoare i un sistem dis- tribuit. Deosebirea esenial este
aceea c ntr-un sistem distribuit, o colecie de calculatoare inde-
pendente este perceput de utilizatorii ei ca un sistem coerent
unic. De obicei, el are un model sau o unic paradigm care l
reprezint pentru utilizatori. Adesea, un modul software aflat pe
nivelul su- perior al sistemului de operare (numit middleware) este
responsabil pentru implementarea acestui model. Un bun exemplu de
sistem distribuit arhicunoscut este chiar World Wide Web, n care
totul ia n cele din urm forma unui document (pagina Web). ntr-o
reea de calculatoare, coerenta, modelul si programele sunt absente.
Utilizatorii au n faa lor maini locale, fr nici o intenie de a face
aceste staii s arate si s se comporte ntr-adevr ca un sistem unic
coerent. Dac ns mainile se deosebesc prin structurile hardware sau
chiar prin sis- temul de operare, acest amnunt este vizibil pentru
utilizatori. Dac un utilizator dorete s ruleze un program, el
trebuie s se nregistreze pe maina respectiv i s lucreze acolo. De
fapt, un sistem distribuit este un sistem de programe construit
peste o reea. Programele asigur reelei un grad mare de coeziune i
transparen. De aceea, diferena major ntre o reea i un sistem
distribuit nu apare la nivel de echipamente, ci de programe (n
special la nivelul sistemului de operare). Nu mai puin adevrat este
faptul c ntre cele dou subiecte exist o suprapunere considerabi- l.
De exemplu, att sistemele distribuite ct i reelele de calculatoare
au nevoie s transfere fiie- re. Diferena se refer la cine invoc
transferul: sistemul sau utilizatorul. Dei aceast carte are n
vedere n primul rnd reelele, multe din subiectele abordate sunt
importante i n sistemele distri- buite. Pentru mai multe informaii
despre sistemele distribuite, a se vedea (Tanenbaum i Van Steen,
2002). 1.1 UTILIZRILE REELELOR DE CALCULA- TOARE nainte de
examinarea n detaliu a problemelor tehnice, merit s artm de ce sunt
oamenii in- teresai de reelele de calculatoare i la ce pot fi ele
folosite. Pn la urm, dac nimeni nu ar fi inte-
- 23. SEC. 1.1 UTILIZRILE REELELOR DE CALCULATOARE 3 resat de
reele de calculatoare, puine reele ar fi construite. Vom ncepe cu
utilizrile tradiionale n cadrul companiilor i pentru utilizatorii
individuali, apoi ne vom deplasa spre dezvoltrile recente privind
utilizatorii mobili i reelele domestice. 1.1.1 Aplicaii comerciale
Multe companii au un numr semnificativ de calculatoare. De exemplu,
o companie poate folosi calculatoare pentru monitorizarea
produciei, pentru urmrirea evoluiei stocurilor, pentru calcula- rea
statelor de plat. La nceput, fiecare din aceste calculatoare putea
lucra izolat de celelalte, dar, la un moment dat, managerii au
decis s le conecteze ntre ele pentru a putea extrage i corela
infor- maii despre ntreaga firm. n termeni mai generali, subiectul
se refer la mprirea resurselor, iar scopul este de a face toate
programele, echipamentele i n special datele disponibile pentru
oricine din reea, indiferent de loca- lizarea fizic a resursei i a
utilizatorului. Un exemplu uzual i larg rspndit este existena unui
grup de utilizatori care folosesc o imprimant comun. Nici unul
dintre utilizatori nu are nevoie de propria imprimant, iar o
imprimant performant de volum mare, legat n reea este, de cele mai
multe ori, mai ieftin, mai rapid i mai uor de ntreinut dect o
colecie de imprimante individuale. Cu toate acestea, probabil chiar
mai important dect partajarea resurselor fizice, cum sunt im-
primantele, scannerele, dispozitivele de inscripionat CD-uri, este
partajarea informaiei. Orice com- panie mare sau medie, dar i multe
dintre companiile mici sunt total dependente de informaia pre-
lucrat de calculatoare. Cele mai multe companii in nregistrrile
clienilor, inventarele, evidena conturilor de ncasri, rapoartele
financiare, informaiile despre taxe i nc multe altele numai cu
ajutorul calculatorului. Dac toate calculatoarele sale se
defecteaz, o banc nu mai poate funciona mai mult de 5 minute. O
fabrica modern, cu o linie de asamblare condus de calculator nu ar
putea continua lucrul nici mcar att. Chiar i o mic agenie de turism
sau un birou de avocatur cu trei angajai sunt, n acest moment,
dependente n mare msur de reelele de calculatoare, care le per- mit
angajailor accesul instantaneu la informaii relevante i la
documente. Pentru companiile mai mici, toate calculatoarele sunt
cel mai probabil amplasate ntr-un singur birou sau poate ntr-o
singur cldire, n timp ce pentru companiile mai mari calculatoarele
i anga- jaii pot fi rspndii ntr-o mulime de birouri i fabrici din
diferite ri. Cu toate acestea, un agent de vnzri din New York poate
avea uneori nevoie de acces la o baz de date cu inventarul produse-
lor aflat n Singapore. Cu alte cuvinte, numai faptul ca un
utilizator se afl la 15.000 km de datele de care are nevoie nu l
poate mpiedica s-i foloseasc datele ca i cnd ele ar fi locale. Pe
scurt, scopul poate fi definit ca o ncercare de a termina cu
tirania geografiei. n termenii cei mai simpli se poate imagina
sistemul informaional al unei companii ca fiind alc- tuit din una
sau mai multe baze de date i un numr de angajai care au nevoie de
acces de la distan- . n acest model, datele sunt memorate n
calculatoare performante, numite servere (servers). Adesea, acestea
sunt plasate i ntreinute centralizat de un administrator de sistem.
Din contr, an- gajaii au maini mai simple, numite clieni (clients),
plasate pe birourile lor, prin intermediul crora acceseaz datele
aflate la distan pentru a le include, de exemplu, n foile de calcul
pe care le con- struiesc. (Uneori ne vom referi la operatorul care
folosete o main client cu numele de client, dar va fi clar din
context dac referirea este la main sau la utilizatorul ei). Mainile
server si client sunt conectate n reea, aa cum este ilustrat n fig.
1-1. De notat c am reprezentat reeaua ca un simplu oval, fr nici un
alt detaliu. Vom mai folosi aceast form pentru a reprezenta o reea
n mod abstract. Atunci cnd sunt necesare mai multe detalii, ele vor
fi furnizate.
- 24. 4 INTRODUCERE CAP. 1 Fig. 1-1. O reea cu doi clieni i un
server. Aceast structur reprezint modelul client-server. Este
folosit frecvent i reprezint baza pe care lucreaz multe reele. Este
aplicabil atunci cnd clientul i serverul se afl n aceeai cldire (de
exem- plu, dac ambele aparin aceleiai companii), dar i atunci cnd
ntre ele este o distan mai mare. De exemplu, atunci cnd o persoan
aflat acas face un acces la o pagin Web, este folosit acelai mo-
del, n care serverul Web aflat la distan are rol de server, iar
calculatorul personal al utilizatorului are rol de client. n cele
mai multe situaii, un server poate lucra cu un numr mare de clieni.
Dac privim mai n detaliu modelul client-server, constatm c sunt
implicate dou procese, unul aflat pe maina client i unul aflat pe
maina server. Comunicaia ia forma transmiterii prin reea a unui
mesaj de la procesul client ctre procesul server. n continuare,
procesul client va atepta un mesaj de rspuns. Atunci cnd procesul
server primete cererea, execut aciunea solicitat sau cau- t datele
cerute i transmite un rspuns. Aceste mesaje sunt prezentate n fig.
1-2. Fig. 1-2. Modelul client-server implic cereri i rspunsuri. Un
al doilea scop al construirii unei reele de calculatoare este mai
mult legat de oameni dect de informaie sau chiar calculatoare. O
reea de calculatoare poate constitui un puternic mediu de
comunicare ntre angajai. Aproape orice companie care are dou sau
mai multe calculatoare are acum pot electronic (e-mail), pe care
angajaii o folosesc intens pentru comunicaiile zilnice. De fapt,
una dintre neplcerile discutate intens ntre angajai este
multitudinea de mesaje, n mare parte lipsite de sens, cu care
trebuie s se confrunte zilnic pentru c efii au descoperit c pot
trimite ace- lai mesaj (de cele mai multe ori chiar fr coninut)
tuturor subordonailor, prin apsarea unui sin- gur buton.
- 25. SEC. 1.1 UTILIZRILE REELELOR DE CALCULATOARE 5 Dar pota
electronic nu este singura form de comunicaie mbuntit care a fost
fcut posi- bil de reelele de calculatoare. Cu o reea, este uor
pentru doi oameni care lucreaz la mare dis- tan unul de altul s
scrie un raport mpreun. Cnd unul dintre ei face o modificare asupra
unui document din reea, ceilali vor putea vedea modificarea
imediat, n loc s atepte o scrisoare timp de mai multe zile. O
astfel de accelerare face din cooperarea n cadrul grupurilor de
oameni aflai la distan o simpl comunicare, fapt imposibil cu ceva
timp n urm. O alt form de comunicare asistat de calculator o
reprezint videoconferinele. Folosind aceas- t tehnologie, angajaii
din locuri aflate la distan pot ine o ntrunire, pot s se vad i s se
aud ntre ei, i pot scrie chiar pe o tabl virtual partajat.
Videoconferina este o modalitate eficient de eliminare a costurilor
i timpului pierdute anterior pentru a cltori. Se spune uneori c
ntre comu- nicare i transport este o competiie i c activitatea care
ctig o face pe cealalt s par depit. Un al treilea scop pentru tot
mai multe companii este realizarea electronic a comerului cu alte
companii, n special cu furnizorii i clienii. De exemplu,
productorii de automobile, avioane sau calculatoare, printre alii,
cumpr subansamble de la diveri furnizori i apoi le asambleaz. Folo-
sind reelele de calculatoare, productorii pot plasa comenzile
electronic, dup cum este nevoie. Posibilitatea de a plasa comenzi n
timp real (dac este nevoie) reduce necesitatea stocurilor mari i
sporete eficiena. Un al patrulea scop care devine din ce n ce mai
important este realizarea de tranzacii cu con- sumatorii prin
Internet. Companiile aeriene, librriile i magazinele de muzic au
descoperit c mul- tor consumatori le place comoditatea de a-i face
cumprturile de acas. n consecin, multe com- panii ofer on-line
cataloage cu bunurile i serviciile disponibile i chiar primesc
comenzi on-line. Este de ateptat ca acest sector s se dezvolte
rapid n continuare. El este numit comer electronic (e- commerce,
electronic commerce). 1.1.2 Aplicaii domestice n 1977 Ken Olsen era
preedinte al Digital Equipment Corporation, care era pe vremea
aceea a doua companie n lume n vnzarea de calculatoare (dup IBM).
Atunci cnd a fost ntrebat de ce Digital nu se implic mai mult n
piaa calculatoarelor personale, el a rspuns: Nu exist nici un motiv
ca fiecare individ s aib un calculator acas. Istoria a artat c
rspunsul a fost greit, iar Digital nu mai exist. De ce cumpr
oamenii calculatoare pentru a le folosi acas? La nceput, pen- tru
prelucrarea de texte i pentru jocuri, dar n ultimii ani aceast
imagine s-a schimbat radical. Pro- babil c n acest moment cel mai
important motiv este accesul la Internet. Unele dintre cele mai po-
pulare utilizri ale Internet-ului pentru utilizatorii casnici sunt
urmtoarele: 1. Accesul la informaie de la distan. 2. Comunicaiile
interpersonale. 3. Divertismentul interactiv 4. Comerul electronic
Accesul informaiei la distan ia forme multiple. Poate fi navigarea
pe Web pentru informaii sau doar pentru distracie. Categoriile de
informaii disponibile includ artele, afacerile, gastronomia,
guvernarea, sntatea, istoria, preocuprile din timpul liber,
modalitile de recreere, tiina, sportu- rile, cltoriile, i multe
altele. Distracia este de prea multe feluri ca s poat fi menionate,
plus cteva care e mai bine s rmn nemenionate.
- 26. 6 INTRODUCERE CAP. 1 Multe ziare sunt acum disponibile
on-line i pot fi personalizate. De exemplu, este uneori posibil s
spui unui ziar c doreti s obii totul despre politicienii corupi,
despre marile incendii, despre scandalurile n care sunt implicate
celebritile i despre epidemii, dar nu despre fotbal. Uneori este
chiar posibil s v aducei articolele selectate pe discul local, n
timp ce dormii, sau s le tiprii na- inte de micul dejun. i cum
aceast tendin continu s se dezvolte, va cauza o cretere important a
ratei omajului printre bieii de 12 ani care distribuie ziare, dar
redaciilor ziarelor le place aceast variant, pentru c distribuia a
fost ntotdeauna cea mai slab verig din ntregul lan de producie.
Pasul urmtor dup ziare (mpreun cu revistele i jurnalele tiinifice)
este biblioteca digital on- line. Multe organizaii profesionale,
cum sunt ACM (www.acm.org) i IEEE Computer Society
(www.computer.org) au deja disponibile on-line multe dintre jurnale
i prezentri de la conferine. Alte grupuri urmeaz rapid aceast
tendin. n funcie de costul, dimensiunile i greutatea unui
calculator portabil, crile tiprite vor deveni desuete. Scepticii ar
trebui s fie ateni la efectul pe care l-a avut tiparul asupra
manuscriselor medievale iluministe. Toate aceste aplicaii presupun
interaciuni ntre o persoan i o baz de date aflat la distan. O a
doua categorie larg de utilizri ale reelei este comunicarea ntre
persoane - este vorba n pri- mul rnd de replica secolului XXI la
telefonul din secolul al XIX-lea. Pota electronic, sau e-mail- ul,
este deja folosit zi de zi de milioane de oameni din toat lumea i
gradul de utilizare este n con- tinu cretere. Conine deja, n mod
curent, pe lng text i poze, secvene audio i video. n schimb, va
dura ceva mai mult pn cnd se va pune la punct nglobarea mirosului n
mesaje. Orice adolescent este dependent de mesageria instantanee
(instant messaging). Aceast facilita- te, derivat din programul
UNIX talk (ro: vorbete) folosit nc din anii 1970, le permite celor
doi care doresc s comunice s-i trimit mesaje unul altuia n timp
real. O versiune multipersonal a acestei idei este chat-room-ul
(ro: camera de discuii) n care o persoan dintr-un grup poate
trimite mesaje ctre ntregul grup. Grupurile de tiri de pe tot
globul, cu discuii privind orice subiect imaginabil, fac deja parte
din realitatea cotidian a unei anumite categorii de persoane, iar
acest fenomen va crete pn la di- mensiunile ntregii omeniri.
Discuiile, n care o persoan trimite un mesaj i toi ceilali abonai
ai grupului de interes pot s-l citeasc, se deruleaz n toate
stilurile posibile, putnd fi la fel de bine extrem de amuzante sau
de ptimae. Spre deosebire de camerele de discuii (chatroom-uri),
grupu- rile de interese nu sunt n timp real i mesajele sunt salvate
astfel nct atunci cnd cineva se ntoarce din vacan, toate mesajele
care au fost primite ntre timp ateapt cumini s fie citite. Un alt
tip de comunicaie interpersonal se numete adesea comunicaie de la
egal-la-egal (peer- to-peer), pentru a o distinge de modelul
client-server (Parameswaran et al., 2001). n aceast form,
persoanele independente care formeaz un grup oarecare comunic n
cadrul grupului, dup cum se vede n fig. 1-3. Fiecare persoana
poate, n principiu, s comunice cu una sau mai multe persoane; nu
exist o departajare clar ntre clieni i servere. Comunicaiile de la
egal-la-egal au explodat n jurul anului 2000 cu un serviciu numit
Napster, care la apogeu avea peste 50 de milioane de fani ai
muzicii care schimbau ntre ei melodii. A fost probabil cea mai mare
nfrngere a drepturilor de autor din toat istoria lor (Lam i Tan,
2001; i Macedonia, 2000). Ideea era destul de simpl. Membrii
nregistrau muzica pe care o aveau pe discu- rile locale ntr-o baz
de date central ntreinut de serverul Napster. Dac un membru dorea o
melodie, verifica baza de date ca s vad cine o are i se ducea
direct la surs pentru a o lua. i pen- tru c Napster nu inea nici un
fel de muzic pe mainile proprii, Napster a argumentat c nu a ncl-
cat drepturile de autor ale nimnui. Dar tribunalul nu a fost de
acord i a nchis sistemul.
- 27. SEC. 1.1 UTILIZRILE REELELOR DE CALCULATOARE 7 Fig. 1-3.
ntr-un sistem de la egal la egal nu sunt clieni i servere fixe.
Oricum, urmtoarea generaie de sisteme de la egal-la-egal elimin
baza de date central deoa- rece fiecare utilizator i va ntreine
propria baz local i va oferi o list de ali utilizatori membri ai
sistemului aflai n apropiere. Un nou utilizator va putea atunci s
viziteze fiecare membru i s vad ce anume are acesta i care este
lista de utilizatori aflai n apropierea sa. Acest proces de cutare
poate fi repetat la infinit pentru a crea o baz de date de
dimensiune mare cu ceea ce se regsete n sistem. Este o activitate
care ar deveni tracasant pentru utilizatori, dar pentru care
calculatoarele sunt excelente. Exist de asemenea i aplicaii legale
pentru comunicaiile de la egal-la-egal. De exemplu, fanii partajeaz
muzica neprotejat de drepturile de autor sau noile extrase de
melodii pe care formaiile muzicale le ofer n scop publicitar,
familiile partajeaz poze, filme i informaii genealogice, iar ado-
lescenii joac on-line jocuri cu mai muli participani. De fapt, una
dintre cele mai populare aplicaii ale Internet-ului, pota
electronic, este n mod implicit de la egal-la-egal. Este de ateptat
ca aceast form de comunicaie s creasc semnificativ n viitor.
Criminalitatea electronic nu este limitat la nclcarea drepturilor
de autor. O alt zon fierbin- te este cea a jocurilor de noroc
electronice. Calculatoarele au simulat tot felul de lucruri timp de
decenii. De ce s nu simuleze i automatele cu fise, roata ruletei,
masa de blackjack, i multe alte echipamente pentru jocurile de
noroc? Ei bine, deoarece este ilegal n multe locuri. Problema este
c jocurile de noroc sunt legale n multe alte pri (n Anglia, de
exemplu) i proprietarii de cazinouri din astfel de state au neles
potenialul jocurilor de noroc pe Internet. Ce se ntmpl dac juctorul
i cazinoul se afl n ri diferite, cu legi diferite? Bun ntrebare.
Alte aplicaii orientate pe comunicaii includ utilizarea
Internet-ului ca suport pentru convorbiri telefonice, conferine
video sau radio, trei domenii n plin dezvoltare. O alt aplicaie
este nv- mntul la distan, aceasta nsemnnd ca poi s urmreti
cursurile de la 8 dimineaa fr a trebui s te dai mai nti jos din
pat. Pe termen lung, utilizarea calculatoarelor pentru a mbunti
comunica- iile interumane se va putea dovedi mai important dect
oricare alte utilizri. A treia categorie avut n vedere este
divertismentul, care reprezint o industrie uria, n conti- nu
cretere. n acest domeniu aplicaia de cel mai mare succes (cea care
poate s influeneze tot restul) se numete video la cerere. Este
plauzibil ca peste vreo zece ani s putem selecta orice film sau
program de televiziune realizat vreodat n orice ar i acesta s fie
imediat disponibil pe ecra-
- 28. 8 INTRODUCERE CAP. 1 nul nostru. Filmele noi ar putea
deveni interactive: spectatorul ar fi ntrebat n anumite momente ce
continuare a povestirii alege (s-l ucid MacBeth pe Duncan sau s
atepte o ocazie mai bun?), fiind prevzute scenarii alternative
pentru toate cazurile. De asemenea, televiziunea n direct s-ar
putea desfura interactiv, cu telespectatori care particip la
concursuri, care aleg ctigtorul dintre concurenii preferai i aa mai
departe. Pe de alt parte, poate c nu sistemul de video la cerere,
ci jocurile vor reprezenta aplicaia de maxim succes. Exist deja
jocuri pentru mai multe persoane cu simulare n timp real, de
exemplu v-ai ascuns ntr-o nchisoare virtual sau simulatoare de zbor
n care juctorii unei echipe ncearc s-i doboare pe cei din echipa
advers. Dac jocurile sunt jucate cu ochelari pentru realitatea
virtua- l, n medii tridimensionale, n timp real i cu imagini de
calitate fotografic, atunci avem un fel de realitate virtual global
i partajat. Cea de-a patra categorie este comerul electronic n cel
mai larg sens al cuvntului. Cumprturi- le fcute de acas sunt deja
populare i permit utilizatorilor s inspecteze on-line cataloagele a
mii de companii. Unele dintre aceste cataloage vor oferi n curnd
posibilitatea de a obine o prezentare video imediat a oricrui
produs printr-o simpl selectare a numelui produsului. Dup ce un
client cumpr electronic un produs, dar nu poate s i dea seama cum s
l foloseasc, poate fi consultat departamentul de ajutor on-line. O
alt arie de interes n care comerul electronic este deja implementat
este accesul la instituiile fi- nanciare. Muli oameni i pltesc
facturile, i administreaz conturile bancare i i manevreaz inves-
tiiile electronic. Acestea se vor dezvolta i mai repede de ndat ce
reelele vor deveni mai sigure. O zon de interes pe care nimeni nu o
ntrevedea ca interesant este talciocul electronic (flea market).
Licitaiile on-line de bunuri la mna a doua au devenit o industrie
uria. Spre deosebire de comerul electronic tradiional, care este
construit dup modelul client-server, licitaiile on-line sunt mai
aproape de sistemul de la egal-la-egal, un fel de
consumator-la-consumator. Unele dintre aceste forme de comer
electronic au obinut porecle simpatice, plecnd de la faptul c, n
limba englez, 2 (two) i to se pronun la fel. Cele mai populare sunt
prezentate n fig. 1-4. Prescurtare Nume ntreg Exemplu B2C Companie
la Consumator (Bussiness to Consumer) Comanda de cri online B2B
Companie la Companie (Bussiness to Bussiness) Fabricantul de maini
comand cauciucuri de la furnizor G2C Guvern la consumator
(Government to Consumer) Guvernul distribuie formularele pentru
taxe n format electronic C2C Consumator la Consumator (Consumer to
Consumer) Licitarea de produse mna a doua online P2P Punct la Punct
(Peer-to-Peer) Partajare de fiiere Fig. 1-4. Unele forme de comer
electronic. Fr ndoial c domeniile de utilizare pentru reelele de
calculatoare se vor dezvolta nc i mai mult n viitor i probabil c
vor aborda direcii pe care acum nu le poate prevedea nimeni. La
urma urmei, ci oameni ar fi crezut n 1990 c adolescenii care i
scriu plictisii mesaje pe telefoanele mobile n timp ce cltoresc cu
autobuzul vor deveni o imens surs de bani pentru companiile de
telefonie mobil? Cu toate acestea, serviciul de mesaje scurte este
extrem de profitabil. Reelele de calculatoare pot deveni foarte
importante pentru oamenii care se afl n locuri mai greu accesibile
crora le pot oferi accesul la aceleai servicii la disponibile i
celor care stau n centrul oraelor. nvmntul la distan poate afecta
hotrtor educaia; universitile vor deveni naiona-
- 29. SEC. 1.1 UTILIZRILE REELELOR DE CALCULATOARE 9 le sau chiar
internaionale. Medicina la distan este abia la nceput (de exemplu
monitorizarea pa- cienilor de la distan), dar poate s devin mult
mai important. Dar aplicaia cea mai de succes poate s fie ceva mai
practic, cum ar fi folosirea unei camere digitale n frigider pentru
a vedea dac trebuie s cumperi lapte cnd vii acas de la serviciu.
1.1.3 Utilizatorii mobili Calculatoarele mobile, cum sunt
portabilele sau PDA-urile (Personal Digital Assistant, rom:
asistent digital personal) sunt unele dintre segmentele cu
dezvoltarea cea mai rapid din industria calculatoarelor. Muli
posesori ai acestor calculatoare au calculatoare la birou i doresc
s fie conec- tai la ele chiar i cnd sunt plecai de acas sau pe
drum. i cum a avea o conexiune pe fir este impo- sibil n maini sau
n avioane, exist un interes deosebit pentru reelele fr fir. n
aceast seciune vom studia pe scurt cteva dintre aplicaiile reelelor
fr fir. De ce i-ar dori cineva o astfel de reea? Unul dintre
motivele uzuale este c obine un birou por- tabil. Oamenii care
cltoresc mult doresc s-i poat folosi echipamentele electronice
portabile pentru a trimite i pentru a primi apeluri telefonice,
faxuri i pota electronic, pentru a naviga pe Web, pentru a accesa
fiiere la distan i pentru a se putea conecta la maini aflate la
distan. i vor s poat face toate acestea n orice loc de pe Pmnt, de
pe mare sau din aer. De exemplu, n ultima vreme, la conferinele
legate de calculatoare organizatorii seteaz o reea local fr fir n
ncperea n care se in conferinele. Oricine are un calculator
portabil cu un modem fr fir va trebui doar s i porneasc propriul
calculator pentru a fi conectat la Internet, ca i cum calculatorul
ar fi conectat cu un fir ntr-o reea obinuit. Similar, unele
universiti au instalat reele fr fir n campus, astfel nct studenii s
poat sta la umbra copacilor i s consulte catalogul bibliotecii sau
s-i citeasc pota electronic. Reelele fr fir sunt de mare valoare
pentru parcurile de taximetre, camioane, vehicule utilizate pentru
livrare i chiar echipe de intervenie, pentru a fi mereu n contact
cu baza. De exemplu, n multe orae oferii de taxi sunt oameni de
afaceri independeni, nu angajai ai unei companii de ta- ximetre. n
unele dintre aceste orae, taximetrele au un ecran pe care oferul l
poate vedea. Cnd sun un client, un dispecer central introduce locul
de unde trebuie preluat clientul i destinaia unde acesta dorete s
ajung. Aceast informaie este afiat pe ecranul din taximetru i se
genereaz un semnal sonor. Primul ofer care atinge un buton al
ecranului este cel care preia apelul. Reelele fr fir sunt de
asemenea importante n domeniul militar. Dac vrei s porneti un rz-
boi oriunde n lume ntr-un termen scurt, a conta pe infrastructura
de reea de la faa locului nu este, cel mai probabil, o idee bun.
Este mai bine s o aduci pe a ta de acas. Dei reelele fr fir i
calculatoarele mobile sunt deseori n strns legtur, ele nu sunt
domenii identice, dup cum arat i fig. 1-5. Aici se vede diferena
ntre fix fr fir i mobil fr fir. Chiar i calculatoarele portabile au
uneori nevoie de cablu. De exemplu, dac un cltor conecteaz firul de
la calculatorul su portabil n priza de telefon din camera de hotel,
el are mobilitate, folosindu-se totui de cablu. Fr fir Mobil
Aplicaii Nu Nu Calculatoarele staionare de pe mesele de lucru din
birouri Nu Da Un calculator portabil folosit ntr-o camera de hotel
Da Nu Reelele n cldiri mai vechi, necablate Da Da Biroul portabil;
PDA pentru inventarul magazinului Fig. 1-5. Combinaii de reele fr
fir i echipamente mobile.
- 30. 10 INTRODUCERE CAP. 1 Pe de alt parte, unele calculatoare
fr fir nu sunt mobile. Un exemplu important este o com- panie care
are o cldire mai veche, necablat pentru reea i dorete s i
interconecteze calculatoa- rele. Instalarea unei reele fr fir
necesit doar puin mai mult dect a cumpra o cutie care are ceva
electronic, a o despacheta i a o conecta. Totui, aceast soluie
poate fi mult mai ieftin dect a pune un tehnician s trag cabluri
pentru a cabla ntreaga cldire. Exist, desigur, aplicaii cu adevrat
mobile i fr fire, de la birourile portabile pn la oamenii care,
intrnd n magazin cu un PDA pot face inventarul. La multe
aeroporturi aglomerate, oamenii care se ocup de primirea mainilor
care au fost nchiriate lucreaz cu ajutorul calculatoarelor por-
tabile fr fire. Ei introduc numrul de nmatriculare al mainilor care
sunt returnate i echipamen- tul portabil, care are o imprimant
ataat, apeleaz calculatorul principal, obine informaiile de- spre
nchiriere i tiprete pe loc factura. Pe msur ce tehnologiile de
comunicaie fr fir devin din ce n ce mai rspndite, sunt pe cale s
apar tot mai multe aplicaii. S analizm rapid unele posibiliti.
Aparatele de taxat fr fir pen- tru plata parcrii au avantaje att
pentru utilizatori ct i pentru mai marii oraului. Aparatele de
taxat pot s accepte cri de credit sau de debit i s le verifice
imediat prin conexiunea fr fir. Cnd perioada pentru care s-a pltit
expir, aparatul poate s verifice existena unei maini n locul de
par- care (va trimite un semnal nspre ea i, dac acesta este
reflectat, n spaiul respectiv se gsete o main) i s raporteze
poliiei eventuala depire. S-a estimat c, numai la nivelul oraelor
din SUA, municipalitile ar putea obine un plus de 10 miliarde de
dolari folosind aceast variant (Harte et al., 2000). Mai mult,
sancionarea mai riguroas pentru parcarea ilegal va ajuta mediul
nconjurtor, deoarece oferii care tiu c vor fi prini n cazul n care
parcheaz ilegal ar putea s foloseasc transportul n comun.
Automatele de gustri, buturi i alte bunuri se gsesc peste tot.
Desigur, mncarea nu ajunge n aceste automate prin puterea magiei.
Periodic, cineva vine cu un camion pentru a le umple. Dac
automatele nsele ar transmite printr-o conexiune fr fir un raport n
fiecare zi pentru a comunica stocurile curente, oferul camionului
ar ti ce maini trebuie re-aprovizionate i ce cantitate din fie-
care produs trebuie s aduc. O astfel de informaie ar duce la o
planificare mai eficient a drumu- lui. Desigur, aceast informaie ar
putea s fie transmis i prin liniile telefonice standard, dar soluia
de a da fiecrui automat o conexiune fix de telefon pentru un singur
apel pe zi este scump din cau- za taxei lunare fixe. O alt zon n
care tehnologiile de conectare fr fir pot s duc la economii sunt
citirile con- toarelor pentru diverse utiliti. Varianta n care
consumul la energie electric, gaze, ap, i alte utiliti care se
regsesc n casele oamenilor ar putea s fie raportat folosind o
astfel de conexiune fr fir, nu ar mai fi nevoie s fie trimii pe
teren angajai care s se ocupe de citirea contoarelor. Similar,
detectoarele de fum fr fir ar putea s sune la divizia de Pompieri n
loc s fac un zgomot infernal (care este lipsit de orice valoare dac
nu este nimeni acas). Deoarece costul dispozitivelor radio i cel al
timpului de emisie scad, din ce n ce mai multe msurtori se vor face
prin intermedi- ul reelelor fr fire. O arie de aplicaii complet
diferit pentru reelele fr fir este mult ateptata fuziune ntre tele-
foanele mobile i PDA-uri n mici calculatoare fr cablu. O prim
ncercare a fost fcut cu micile PDA-uri, care puteau s afieze pagini
Web simplificate pe minusculele lor ecrane. Acest sistem, numit WAP
1.0 (Wireless Application Protocol, rom: protocolul aplicaiilor fr
fir) a euat, tocmai din cauza ecranelor prea mici, a lrgimii de
band sczute i a serviciilor slabe calitativ. Dar dispozi- tivele i
serviciile mai noi vor funciona mai bine cu WAP 2.0.
- 31. SEC. 1.1 UTILIZRILE REELELOR DE CALCULATOARE 11 O zon n
care aceste dispozitive pot fi excelente este denumit comer mobil
(m-commerce) (Senn, 2000). Fora care st n spatele acestui fenomen
const dintr-un amalgam de productori de dispozitive PDA fr fir i
operatori de reea care ncearc din rsputeri s gseasc o soluie pentru
a obine o bucat din plcinta comerului electronic. Una dintre
speranele lor este s foloseasc PDA-urile fr fir pentru operaiuni
bancare i pentru cumprturi. O idee este utilizarea PDA- urilor ca
pe un fel de portofel electronic, autoriznd plile n magazine, ca un
nlocuitor pentru ba- nii lichizi i pentru crile de credit. Suma
cheltuit apare apoi pe factura telefonului mobil. Din punct de
vedere al magazinelor, aceast schem aduce un ctig prin economisirea
taxelor pltite companiei de cri de credit, tax care poate fi de
cteva procente. Desigur, acest plan poate fi dez- avantajos,
deoarece clienii dintr-un magazin i pot folosi PDA-urile pentru a
verifica preurile con- curenei nainte de a cumpra. nc i mai ru,
companiile de telefoane pot oferi PDA-uri cu cititoa- re de coduri
de bare care s permit unui client s scaneze un produs dintr-un
magazin i apoi s obin instantaneu un raport detaliat despre alte
locuri n care acelai produs se gsete i despre preul lui. Deoarece
operatorul reelei tie unde anume se gsete utilizatorul, unele
servicii sunt n mod in- tenionat dependente de loc. De exemplu,
poate fi posibil s afli localizarea unui magazin de cri sau a unui
restaurant chinezesc din apropiere. Hrile mobile sunt un alt
candidat. La fel sunt i pro- gnozele meteo foarte localizate (Cnd o
s se opreasc ploaia n curtea mea din spate?). Fr n- doial c multe
alte aplicaii or s apar pe msur ce aceste dispozitive devin tot mai
rspndite. Unul dintre lucrurile importante dup care comerul mobil
s-a orientat este acela c utilizatorii de telefoane mobile sunt
obinuii s plteasc pentru tot (spre deosebire de utilizatorii de
Internet, care ateapt totul gratis). Dac un sit Internet ar impune
o tax pentru a permite utilizatorilor si s plteasc prin intermediul
crii de credit, s-ar nate o grmad de proteste zgomotoase din partea
utilizatorilor. Dac un operator de telefonie mobil ar permite
oamenilor s plteasc pentru artico- lele dintr-un magazin folosind
telefonul i apoi le-ar fi impus o tax pentru acest serviciu,
probabil c totul ar fi fost perceput ca normal. Timpul va decide.
Ceva mai departe n timp sunt reelele personale (personal area
networks) i calculatoarele la purttor (wearable computers). IBM a
dezvoltat un ceas care ruleaz Linux (inclusiv sistemul de ferestre
X11) i are conexiune fr fir la Internet pentru a trimite i primi
mesaje prin pota electro- nic (Narayanaswami et al., 2002). n
viitor, oamenii vor putea schimba cri de vizit numai prin punerea
ceasurilor lor fa n fa. Calculatoarele la purttor, fr fir, vor
putea permite accesul oa- menilor n ncperi securizate n acelai fel
n care cardurile cu benzi magnetice o fac astzi (probabil c vor
lucra n combinaie cu un cod PIN sau cu msurtori biometrice). Este
posibil ca aceste cea- suri s fie capabile chiar s obin informaiile
relevante n vecintatea utilizatorului (de exemplu restaurante
locale). Posibilitile sunt infinite. Ceasurile inteligente cu radio
au fost parte din spaiul nostru mental nc de cnd au aprut n benzile
comice cu Dick Tracy n 1946. Dar praful inteligent? Cercettorii de
la Berkley au construit un calculator fr fir ntr-un cub cu latura
de 1 mm (Warneke et al., 2001). Aplicaiile poteniale includ evidena
stocurilor, pachetelor, ba chiar i a psrelelor, roztoarelor i
insectelor. 1.1.4 Aspecte sociale Introducerea pe scar larg a
reelelor va ridica noi probleme sociale, etice i politice. Vom men-
iona pe scurt cteva dintre ele; un studiu exhaustiv ar necesita cel
puin o carte. O aplicaie popular a multor reele sunt grupurile de
interese sau sistemele de informare n reea (BBS-urile), unde
oa-
- 32. 12 INTRODUCERE CAP. 1 menii pot schimba mesaje cu persoane
avnd preocupri similare. Atta vreme ct este vorba de subiecte
tehnice sau de pasiuni precum grdinritul, nu sunt motive s apar
multe probleme. Problemele se ivesc n cazul grupurilor de interese
care iau n discuie subiecte delicate sau ex- trem de disputate, cum
ar fi politica, religia sau sexul. Atitudinile exprimate n cadrul
acestor grupuri pot fi considerate ofensatoare de ctre anumii
oameni. Mai mult chiar, nu este obligatoriu ca mesa- jele s se
limiteze la text. Fotografii color de nalt rezoluie i chiar scurte
clipuri video pot fi acum transmise cu uurin prin reelele de
calculatoare. Unii oameni au o atitudine neutr (,,triete i las-m s
triesc), dar alii consider c trimiterea anumitor materiale (de
exemplu, atacuri la anumite ri sau religii, pornografia etc.) este
pur i simplu inacceptabil i trebuie cenzurat. Diver- se ri au
diverse legi n acest domeniu, uneori chiar contradictorii. De
aceea, discuiile sunt n conti- nuare aprinse. Unii oameni au dat n
judecat operatori de reea, pretinznd c ei sunt responsabili pentru
in- formaia care circul, exact ca n cazul ziarelor i revistelor.
Rspunsul inevitabil este c reeaua e ca o companie de telefoane sau
ca un oficiu potal i nu poate controla ceea ce discut utilizatorii
si. Mai mult chiar, dac operatorii reelei ar cenzura mesajele,
atunci probabil c ei ar putea terge orice fr a exista nici cea mai
mic posibilitate de a-i da n judecat, nclcnd astfel dreptul utili-
zatorilor la exprimare liber. Nu este, probabil, hazardat s afirmm
c aceast dezbatere va conti- nua mult timp. O alt disput animat are
n atenie drepturile angajailor n raport cu drepturile patronilor.
Multe persoane citesc i scriu pot electronic la serviciu.
Directorii unor firme au pretins c ar avea dreptul s citeasc i
eventual s cenzureze mesajele angajailor, inclusiv mesajele trimise
de la calculatoarele de acas, dup orele de program. Numai c nu toi
angajaii agreeaz aceast idee. Dar chiar admind c directorii au o
astfel de putere asupra angajailor, exist o relaie similar i ntre
universiti i studeni? Dar ntre licee i elevi? n 1994 Universitatea
Carnegie-Mellon a ho- trt s blocheze mesajele care veneau de la
grupuri de interese legate de sex pe motivul c materia- lele nu
erau potrivite pentru minori (adic pentru cei civa studeni care nu
aveau nc 18 ani). Dis- puta izvort din aceast decizie va dura ani
ntregi. Un alt subiect cheie este relaia guvern-cetean. FBI a
instalat la muli furnizori de servicii In- ternet un sistem care s
supravegheze toate mesajele de pot electronic care vin i pleac n
cuta- rea de amnunte din domeniile sale de interes (Blaze i
Bellovin, 2000; Sobel, 2001 i Zacks, 2001). Sistemul a fost numit
la nceput Carnivore, dar din cauza publicitii negative de care a
avut parte a fost redenumit cu un nume care suna ceva mai inocent:
DCS1000. Dar scopul lui a rmas acelai: de a spiona milioane de
oameni n sperana c se vor gsi informaii despre activiti ilegale.
Din pcate, al patrulea amendament al Constituiei SUA interzice
cercetrile guvernamentale fr man- dat de cutare. Dac aceste 54 de
cuvinte scrise n secolul al 18-lea au n continuare o oarecare va-
loare n secolul 21, tribunalele vor rmne ocupate pn n secolul 22.
Guvernul nu are monopol la ameninarea intimitii ceteanului.
Sectorul privat i are i el par- tea lui. De exemplu, micile fiiere
denumite cookies (prjiturele) pe care programele de navigare le
stocheaz pe calculatoarele utilizatorilor permit companiilor s
urmreasc activitile utilizatorilor n cyberspace i, de asemenea, pot
face ca numerele crilor de credit, numerele de asigurri sociale sau
alte informaii strict confideniale s fie accesibile n Internet
(Berghel, 2001). Reelele de calculatoare ofer posibilitatea de a
trimite mesaje anonime. n anumite situaii aa ceva este de dorit. De
exemplu, reprezint un mijloc pentru studeni, soldai, angajai,
ceteni de a trage un semnal de alarm - fr team de represalii - n
cazul comportamentului ilegal al profesori- lor, ofierilor,
directorilor sau politicienilor. Pe de alt parte, n Statele Unite i
n majoritatea demo-
- 33. SEC. 1.2 HARDWARE-UL REELEI 13 craiilor, legea asigur n mod
explicit dreptul unei persoane acuzate de a-i chema acuzatorul n
faa Curii. Acuzaiile anonime nu pot servi drept prob. Pe scurt,
reelele de calculatoare, asemenea industriei tipografice cu 500 de
ani n urm, permit cetenilor obinuii s-i lanseze opiniile prin
mijloace diferite i ctre audiene diferite fa de cele de pn acum.
Aceast libertate nou descoperit aduce cu ea probleme nerezolvate de
ordin social, politic i moral. Odat cu binele vine i rul. Viaa pare
a fi construit astfel. Internetul ofer posibilitatea de a gsi
repede informaii, dar multe dintre ele sunt greit informate,
tendenioase sau chiar complet eronate. Sfatul medical pe care
tocmai l-ai luat de pe Internet poate s vin de la un laureat al
pre- miului Nobel sau de la un repetent din liceu. Reelele de
calculatoare au introdus de asemenea i noi tipuri de comportamente
antisociale i infracionale. Transmiterea electronic a fleacurilor i
gunoa- ielor (eng.: junk) a devenit parte din via pentru c oamenii
au colecionat milioane de adrese pe care le vnd pe CD-ROM-uri
aa-ziilor ageni de marketing. Mesajele care au un coninut activ (de
obicei programe sau macrouri care se execut pe maina receptorului)
pot avea efecte distructive. Furtul de identitate devine o problem
serioas, pentru c hoii colecteaz destule informaii de- spre o
potenial victim pentru a putea obine cri de credit i alte documente
n numele acesteia. n fine, posibilitatea de a transmite digital
muzic i filme a deschis ua pentru nclcarea masiv a drepturilor de
autor care sunt greu de depistat i pedepsit. Multe dintre aceste
probleme puteau fi rezolvate dac industria de calculatoare ar fi
luat n serios securitatea calculatoarelor. Dac toate mesajele erau
criptate i autentificate, ar fi fost mai greu s se comit nedrepti
sau furturi. Aceast tehnologie este bine conturat i o vom studia n
detaliu n cap. 8. Problema este c vnztorii de hardware i aplicaii
software tiu c introducerea unor atribu- te de securitate cost
bani, iar cumprtorii nu solicit astfel de atribute. Mai mult, un
numr sub- stanial de probleme este determinat de aplicaiile care
funcioneaz cu erori, ceea ce se ntmpl pentru c productorii adaug
din ce n ce mai multe faciliti programelor lor, ceea ce nseamn
inevitabil mai mult cod i de aceea mai multe erori. O tax pentru
noile faciliti ar putea ajuta, dar ar face produsele greu de vndut
n anumite segmente de pia. Plata unei despgubiri pentru pro-
gramele care funcioneaz eronat ar fi foarte cinstit, doar c ar duce
la faliment ntreaga industrie software chiar din primul an. 1.2
HARDWARE-UL REELEI A venit acum timpul s ne ndreptm atenia de la
aplicaiile i problemele sociale ale interco- nectrii (partea
distractiv) la aspectele tehnice care intervin n proiectarea
reelelor (partea serioas de lucru). Dei nu exist o taxonomie
general acceptat n care pot fi ncadrate toate reelele de cal-
culatoare, sunt extrem de importante dou criterii: tehnologia de
transmisie i scara la care opereaz reeaua. Vom examina pe rnd
fiecare din aceste aspecte. n principal exist dou tipuri de
tehnologii de transmisie care se folosesc pe scar larg. Aces- tea
sunt: 1. Legturi cu difuzare. 2. Legturi punct-la-punct.
- 34. 14 INTRODUCERE CAP. 1 Reelele cu difuzare au un singur
canal de comunicaii care este partajat de toate mainile din re- ea.
Orice main poate trimite mesaje scurte, numite n anumite contexte
pachete, care sunt primite de toate celelalte maini. Un cmp de
adres din pachet specific maina creia i este adresat pa- chetul. La
recepionarea unui pachet, o main controleaz cmpul de adres. Dac
pachetul i este adresat, maina l prelucreaz; dac este trimis pentru
o alt main, pachetul este ignorat. S considerm, ca analogie, c
cineva se afl la captul unui coridor cu multe ncperi i strig
,,Watson, vino aici: Am nevoie de tine. Dei pachetul poate fi
primit (auzit) de mult lume, numai Watson va rspunde. Ceilali pur i
simplu l ignor. Un alt exemplu ar fi un aeroport unde se anun c toi
pasagerii zborului 644 sunt rugai s se prezinte la poarta 12.
Sistemele cu difuzare permit n general i adresarea unui pachet ctre
toate destinaiile, prin folo- sirea unui cod special n cmpul de
adres. Un pachet transmis cu acest cod este primit i prelucrat de
toate mainile din reea. Acest mod de operare se numete difuzare.
Unele sisteme cu difuzare suport de asemenea transmisia la un
subset de maini, operaie cunoscut sub numele de trimitere multipl.
Una din schemele posibile este s se rezerve un bit pentru a indica
trimiterea multipl. Restul de n - 1 bii de adres pot forma un numr
de grup. O main se poate ,,abona la orice grup sau la toate
grupurile. Un pachet trimis unui anumit grup va ajunge la toate
mainile abonate la gru- pul respectiv. Prin contrast, reelele
punct-la-punct dispun de numeroase conexiuni ntre perechi de maini
in- dividuale. Pentru a ajunge de la surs la destinaie pe o reea de
acest tip, un pachet s-ar putea s fie nevoit s treac prin una sau
mai multe maini intermediare. Deseori sunt posibile trasee
multiple, de diferite lungimi, i de aceea descoperirea drumurilor
celor mai potrivite este foarte important. Ca o regul general (dei
exist numeroase excepii), reelele mai mici, localizate geografic,
tind s utilizeze difuzarea, n timp ce reelele mai mari sunt de
obicei punct-la-punct. Transmisiile punct la punct cu un sigur
transmitor i un singur receptor sunt numite uneori i unicasting.
Fig. 1-6. Clasificarea procesoarelor interconectate n funcie de
dimensiune. Un criteriu alternativ pentru clasificarea reelelor
este mrimea lor. n fig. 1-6 este prezentat o clasificare a
sistemelor cu procesoare multiple dup mrimea lor fizic. Prima
categorie o reprezint reelele personale (personal area networks),
reele gndite pentru o singur persoan. De exemplu,
- 35. SEC. 1.2 HARDWARE-UL REELEI 15 o reea fr fir care conecteaz
calculatorul cu perifericele sale (tastatur, imprimant, mouse) este
o reea personal. De asemenea, un PDA care controleaz aparatul
auditiv al utilizatorului sau regulatorul lui de ritm cardiac se
ncadreaz n aceeai categorie. Mai departe de aceste reele personale
sunt reele cu domenii mai mari. Acestea pot fi mprite n reele
locale, reele me- tropolitane i reele larg rspndite geografic. n
sfrit, prin conectarea a dou sau mai multe reele rezult o
inter-reea. Internet-ul este un exemplu bine cunoscut de
inter-reea. Distana este un criteriu de clasificare important,
pentru c, la scri diferite, sunt folosite tehnici diferite. n
aceast carte ne vom ocupa de reele din toate aceste categorii.
Prezentm mai jos o scurt introduce n subiectul echipamentelor de
reea. 1.2.1 Reele locale Reelele locale (Local Area Networks),
denumite n general LAN-uri, sunt reele private locali- zate ntr-o
singur cldire sau ntr-un campus de cel mult civa kilometri. Ele
sunt frecvent utiliza- te pentru a conecta calculatoarele personale
i staiile de lucru din birourile companiilor i fabrici- lor, n
scopul de a partaja resurse (imprimante, de exemplu) i de a schimba
informaii. LAN-urile se disting de alte tipuri de reele prin trei
caracteristici: (1) mrime, (2) tehnologie de transmisie i (3)
topologie. LAN-urile au dimensiuni restrnse, ceea ce nseamn c
timpul de transmisie n cazul cel mai de- favorabil este limitat i
cunoscut dinainte. Cunoscnd aceast limit, este posibil s utilizm
anumite tehnici de proiectare care altfel nu ar fi fost posibile.
Totodat, se simplific administrarea reelei. LAN-urile utilizeaz
frecvent o tehnologie de transmisie care const dintr-un singur
cablu la ca- re sunt ataate toate mainile, aa cum erau odat
cablurile telefonice comune n zonele rurale. LAN-urile tradiionale
funcioneaz la viteze cuprinse ntre 10 i 100 Mbps, au ntrzieri mici
(mi- crosecunde sau nanosecunde) i produc erori foarte puine.
LAN-urile mai noi pot opera la viteze mai mari, pn la 10 Gbps. n
aceast carte vom pstra tradiia i vom msura vitezele de transmi- sie
pe linii n megabii/sec (1 Mbps reprezint 1.000.000 bii), i
gigabii/sec (1 Gbps reprezint 1.000.000.000 bii). Fig. 1-7. Dou
reele cu difuzare. (a) Magistral. (b) Inel. Pentru LAN-urile cu
difuzare sunt posibile diverse topologii. Fig. 1-7 prezint dou
dintre ele. ntr-o reea cu magistral (cu cablu liniar), n fiecare
moment cel mult una dintre maini este master i are dreptul s
transmit. Restul mainilor nu pot transmite. Cnd dou sau mai multe
maini vor
- 36. 16 INTRODUCERE CAP. 1 s transmit simultan, este necesar un
mecanism de arbitrare. Mecanismul de arbitrare poate fi cen-
tralizat sau distribuit. De exemplu, IEEE 802.3, popular numit
EthernetTM , este o reea cu difuzare bazat pe magistral cu control
descentralizat, lucrnd la viteze ntre 10 Mbps i 10 Gbps. Calcula-
toarele dintr-un Ethernet pot transmite oricnd doresc; dac dou sau
mai multe pachete se cioc- nesc, fiecare calculator ateapt o
perioad de timp aleatorie i apoi ncearc din nou. Un al doilea tip
de reea cu difuzare este reeaua n inel. ntr-un inel fiecare bit se
propag inde- pendent de ceilali, fr s atepte restul pachetului
cruia i aparine. n mod tipic, fiecare bit navi- gheaz pe
circumferina ntregului inel ntr-un interval de timp n care se
transmit doar civa bii, de multe ori nainte chiar ca ntregul pachet
s fi fost transmis. Ca n orice alt sistem cu difuzare, este nevoie
de o regul pentru a arbitra accesele simultane la inel. Pentru
aceasta se utilizeaz diferite metode, care vor fi discutate n carte
mai trziu. IEEE 802.5 (inelul cu jeton de la IBM) este un LAN
popular de tip inel, care opereaz la 4 i la 16 Mbps. Un alt exemplu
de reea de tip inel este FDDI (Fiber Distributed Data Interface,
rom: Interfa de date distribuite pe fibr optic). Reelele cu
difuzare pot fi n continuare mprite n statice i dinamice, n funcie
de modul de alocare al canalului. O metod tipic de alocare static
ar fi s divizm timpul n intervale discrete i s rulm un algoritm
round-robin, lsnd fiecare main s emit numai atunci cnd i vine
rndul. Alocarea static irosete capacitatea canalului atunci cnd o
main nu are nimic de transmis n cu- anta de timp care i-a fost
alocat, astfel c majoritatea sistemelor ncearc s aloce canalul
dinamic (la cerere). Metodele de alocare dinamic pentru un canal
comun sunt fie centralizate, fie descentralizate. n cazul metodei
centralizate de alocare a canalului exist o singur entitate, de
pild o unitate de arbi- trare a magistralei, care determin cine
urmeaz la rnd. Poate face acest lucru acceptnd cereri i lund o
decizie conform unui algoritm intern. n cazul metodei
descentralizate de alocare a canalului nu exist o entitate central;
fiecare main trebuie s hotrasc pentru ea nsi dac s transmit sau nu.
S-ar putea crede c n acest fel se ajunge totdeauna la haos, dar
lucrurile nu stau aa. Vom studia mai trziu numeroi algoritmi
proiectai s refac ordinea dintr-un potenial haos. 1.2.2 Reele
metropolitane O reea metropolitan (Metropolitan Area Network), sau
MAN (plural: MAN-uri) deservete un ora. Cel mai bun exemplu de MAN
este reeaua de televiziune prin cablu disponibil n cele mai multe
orae. Acest sistem s-a dezvoltat de la primele antene colective
folosite n zone n care semna- lul recepionat prin aer era foarte
slab. n aceste sisteme timpurii, o anten foarte mare era amplasa- t
pe vrful celui mai apropiat deal i semnalul captat era retransmis
ctre casele abonailor. La nceput, acestea erau sisteme proiectate
local, ad-hoc. Apoi companiile au nceput s se im- plice n aceast
afacere, obinnd contracte de la municipalitile oraelor pentru a
cabla chiar i ntreg oraul. Urmtorul pas a fost programarea
televiziunii i chiar canale de televiziune produse numai pentru
furnizarea prin cablu. De cele mai multe ori aceste canale sunt
foarte specializate, pe domenii precum tirile, sporturile,
gastronomia, grdinritul, i altele. Dar nc de la nceputuri i pn n
ultima perioad a anilor 1990, aceste reele erau exclusiv dedicate
recepiei de televiziune. Din momentul n care Internet-ul a nceput s
atrag audiena de mas, operatorii de reele de cablu TV au realizat
c, dac vor face anumite schimbri n sistem, ar putea s ofere
servicii bidirec- ionale n Internet n prile nefolosite ale
spectrului. La acel moment, sistemul de cablu TV a nce- put s se
transforme dintr-o soluie de a distribui semnalul TV n ora ntr-o
reea metropolitan. La o prim aproximare, o MAN poate s arate
oarecum similar cu sistemul prezentat n fig. 1-8.
- 37. SEC. 1.2 HARDWARE-UL REELEI 17 Fig. 1-8. O reea
metropolitan care se bazeaz pe cablu TV. n aceast figur se vd att
semnalele de televiziune ct i Internet-ul trimise ntr-un
centraliza- tor (head end) pentru a fi apoi redistribuite n casele
oamenilor. Vom reveni la acest subiect n deta- liu n cap. 2.
Televiziunea prin cablu nu este singurul MAN. Ultimele dezvoltri n
domeniul accesului la In- ternet fr fir, a dus la dezvoltarea unei
noi reele metropolitane care a fost standardizat cu numele de IEEE
802.16. Vom studia acest domeniu n cap. 2. 1.2.3 Reele larg
rspndite geografic O reea larg rspndit geografic (Wide Area
Network), sau WAN, acoper o arie geografic n- tins - deseori o ar
sau un continent ntreg. Reeaua conine o colecie de maini utilizate
pentru a executa programele utilizatorilor (adic aplicaii). n
concordan cu termenul uzual, vom numi aceste maini gazde. Gazdele
sunt conectate printr-o subreea de comunicaie sau, pe scurt, subre-
ea. Gazdele aparin clienilor (de exemplu calculatoarele personale
ale oamenilor), dei subreeaua de comunicaie aparine i este
exploatat, de cele mai multe ori, de o companie de telefonie sau de
un furnizor de servicii Internet (ISP). Sarcina subreelei este s
transporte mesajele de la gazd la gazd, exact aa cum sistemul
telefonic transmite cuvintele de la vorbitor la asculttor. Prin
separa- rea aspectelor de pur comunicaie ale reelei (subreelei) de
aspectele referitoare la aplicaii (gaz- de), proiectarea ntregii
reele se simplific mult. n majoritatea reelelor larg rspndite
geografic, subreeaua este format din dou componente distincte:
liniile de transmisie i elementele de comutare. Liniile de
transmisie transport biii ntre maini. Ele pot fi alctuite din fire
de cupru, fibr optic sau chiar legturi radio. Elementele de co-
mutare sunt calculatoare specializate, folosite pentru a conecta
dou sau mai multe linii de transmi- sie. Cnd sosesc date pe o
anumit linie, elementul de comutare trebuie s aleag o nou linie
pen- tru a retransmite datele mai departe. Din pcate, nu exist nici
o terminologie standard pentru de-
- 38. 18 INTRODUCERE CAP. 1 numirea acestor calculatoare. Aceste
elemente de comutare au primit diverse nume n trecut; nume- le de
ruter (router1 ) este acum cel mai folosit. n acest model,
prezentat n fig. 1-9, fiecare gazd este de cele mai multe ori
conectat la un LAN n care exist un ruter, dei n anumite cazuri o
gazd poate fi legat direct cu un ruter. Colec- ia de linii de
comunicaie i de rutere (dar nu i gazdele) formeaz subreeaua. Fig.
1-9. Relaia dintre gazde i subreea. Merit s facem un scurt
comentariu n jurul termenului de ,,subreea. Iniial, singura sa
accep- iune se referea la colecia ruterelor i liniilor de
comunicaie care mutau pachetele de la gazda surs la gazda
destinaie. Totui, civa ani mai trziu, cuvntul a mai cptat un al
doilea neles, n con- juncie cu adresarea reelelor (pe care o vom
discuta n Cap. 5). Din nefericire, nu exist o alternati- v larg
acceptat pentru nelesul su iniial, drept care noi vom folosi acest
termen, cu unele rezer- ve, n ambele sensuri. Din context, va fi
totdeauna clar care din ele este subneles. n cazul celor mai multe
WAN-uri, reeaua conine numeroase linii de transmisie, fiecare din
ele legnd o pereche de rutere. Dac dou rutere nu mpart un acelai
cablu, dar doresc s comunice, atunci ele trebuie s fac acest lucru
indirect, prin intermediul altor rutere. Cnd un pachet este
transmis de la un ruter la altul prin intermediul unuia sau mai
multor rutere, pachetul este primit n ntregime de fiecare ruter
intermediar, este reinut acolo pn cnd linia de ieire cerut devine
libe- r i apoi este retransmis. O subreea care funcioneaz pe acest
principiu se numete subreea me- moreaz-i-retransmite sau subreea cu
comutare de pachete. Aproape toate reelele larg rspndite geografic
(excepie fcnd cele care utilizeaz satelii) au subreele
memoreaz-i-retransmite. Cnd pachetele sunt mici i au aceeai mrime,
ele sunt adesea numite celule. Principiul de funcionare a unui WAN
cu comutare de pachete este att de important nct meri- t s mai
adugm cteva cuvinte despre el. n general, atunci cnd un proces al
unei gazde are un mesaj de transmis ctre un proces de pe o alt
gazd, gazda care transmite va sparge mesajul n pa- chete, fiecare
dintre ele reinndu-i numrul de ordine din secven. Aceste pachete
sunt apoi transmise n reea unul cte unul ntr-o succesiune rapid.
Pachetele sunt transportate individual prin reea i depozitate la
gazda receptoare, unde sunt reasamblate n mesajul iniial i
furnizate pro- 1 Din pcate, unii l pronun ca englezescul rooter i
alii prefer s l asocieze ca pronunie cu doubter. Determinarea
pronuniei corecte n limba englez va fi lsat ca exerciiu
cititorului. (rspunsul pe care l vei afla poate depinde de zona n
care ntrebai).
- 39. SEC. 1.2 HARDWARE-UL REELEI 19 cesului receptor. Un flux de
pachete rezultat din descompunerea unui mesaj iniial oarecare este
prezentat n fig. 1-10. Fig. 1-10. Un flux de pachete de la
transmitor la receptor. n aceast figur, toate pachetele parcurg
ruta A-C-E, n loc de A-B-D-E sau A-C-D-E. n unele reele, toate
pachetele aparinnd unui mesaj dat trebuie s urmeze aceeai rut; n
altele, fiecare pachet este dirijat separat. Desigur, dac A-C-E
este cea mai bun rut, toate pachetele pot fi transmise pe acolo,
chiar dac fiecare dintre ele este dirijat individual. Deciziile de
dirijare se iau la nivelul local al ruterului. Cnd un pachet ajunge
la ruterul A, este de datoria lui A s decid dac acest pachet
trebuie trimis pe linia ctre B sau pe linia ctre C. Mo- dul n care
ruterul A ia aceast decizie este denumit algoritm de rutare. Exist
muli astfel de algo- ritmi. Pe unii dintre ei i vom studia n
detaliu n cap. 5. Nu toate WAN-urile sunt cu comutare de pachete. O
a doua posibilitate pentru un WAN este un sistem de satelii.
Fiecare ruter are o anten prin care poate trimite i poate primi.
Toate ruterele pot asculta ieirea de la satelit, iar n anumite
cazuri pot s asculte chiar i transmisia celorlalte rutere ctre
satelit. Uneori, ruterele sunt conectate la o reea punct-la-punct i
numai unele dintre ele pot avea antene de satelit. Reelele satelit
sunt n mod implicit reele cu difuzare i sunt foarte utile cnd
proprietatea de difuzare este important. 1.2.4 Reele fr fir
Comunicaiile digitale fr fir nu reprezint o idee nou. nc din 1901,
fizicianul italian Guglielmo Marconi a realizat legtura ntre un
vapor i un punct de pe coast folosind telegraful fr fir i codul
Morse (punctele i liniile sunt, n definitiv, binare). Sistemele
radio moderne au per- formane mai bune, dar ideea fundamental a
rmas aceeai. La o prim aproximare, reelele fr fir pot fi mprite n 3
mari categorii: 1. Interconectarea componentelor unui sistem 2.
LAN-uri fr fir 3. WAN-uri fr fir Interconectarea componentelor se
refer numai la interconectarea componentelor unui calcula- tor
folosind unde radio cu raz mic de aciune. Aproape orice calculator
are un monitor, o tastatu- r, un mouse i o imprimant legate la
unitatea central prin cabluri. Muli dintre noii utilizatori au
probleme cu conectarea tuturor cablurilor exact n mufele micue n
care trebuie (chiar dac acestea
- 40. 20 INTRODUCERE CAP. 1 sunt de cele mai multe ori codificate
pe culori), aa c productorii de calculatoare ofer opiunea de a
trimite un tehnician pentru instalare. n consecin, cteva companii
s-au adunat pentru a pro- iecta o reea fr fir cu raz mic de aciune
denumit Bluetooth pentru a conecta toate aceste com- ponente fr
cabluri. De asemenea, Bluetooth permite camerelor digitale, ctilor,
scanerelor i al- tor dispozitive s se conecteze la calculator prin
simpla poziionare n zona acoperit de reea. Fr cabluri, fr
instalarea de drivere, doar poziionare, pornire i ... merge. Pentru
muli oameni aceast uurin n utilizare este un mare avantaj. n cea
mai simpl form, reelele de interconectare n sistem folosesc
paradigma stpn-sclav (master-slave) din fig. 1-11(a). Unitatea
central a sistemului este n mod normal stpnul, care dis- cut cu
perifericele ca sclavi. Stpnul le comunic sclavilor ce adrese s
foloseasc, cnd pot s difu- zeze mesaje, ct timp pot s transmit, ce
frecvene pot s foloseasc, i aa mai departe. Vom discu- ta despre
Bluetooth n detaliu n cap. 4. Fig. 1-11. (a) Configuraie Bluetooth.
(b) Reea local fr fir. Urmtoarea treapt n reelele fr fir o
reprezint reelele locale fr fir. Acestea sunt sisteme n care
fiecare calculator are un modem radio i o anten cu care poate
comunica cu alte calculatoa- re. De multe ori exist o anten n tavan
cu care mainile vorbesc, aa cum se poate vedea n fig. 1- 11(b).
Oricum, dac sistemele sunt destul de apropiate, ele pot comunica
direct unul cu altul ntr-o configuraie punct-la-punct. Reelele
locale fr fir devin din ce n ce mai utilizate n birouri mai mici i
acas, unde instalarea unei reele Ethernet este considerat prea
complicat, precum i n cldiri de birouri mai vechi, n cantinele
companiilor, n camerele de conferine, i n alte asemenea locuri.
Exist un standard pentru reele locale fr fir, numit IEEE 802.11, pe
care l implementeaz majori- tatea sistemelor i care devine din ce n
ce mai rspndit. l vom discuta n cap. 4. Cea de-a treia categorie de
reele fr fir este folosit n sistemele rspndite pe arii geografice
largi (Wide Area Networks). Reeaua radio utilizat de telefonia
mobil este un exemplu de sistem fr fir cu lrgime de band redus.
Acest sistem este deja la generaia a treia. Prima generaie era
analogic i numai pentru voce. A doua generaie era digital, dar
numai pentru voce. Cea de-a treia generaie este digital i este
utilizat att pentru voce ct i pentru date. ntr-un anume sens,
reele- le celulare fr fir sunt foarte asemntoare cu reelele locale
fr fir, cu excepia faptului c distan-
- 41. SEC. 1.2 HARDWARE-UL REELEI 21 ele implicate sunt mult mai
mari, iar ratele de transfer sunt mult mai mici. Reelele locale fr
fir pot opera la rate de pn la 50 Mbps pe distane de zeci de metri.
Sistemele celulare pot opera sub 1 Mbps, dar distanele dintre staia
de baz i calculator sau telefon este msurat mai degrab n ki-
lometri dect n metri. Vom avea multe de spus despre aceste reele n
cap. 2. n plus fa de aceste reele de vitez redus, sunt dezvoltate i
WAN-uri cu lrgime de band mare. Important este n primul rnd accesul
la Internet de acas sau din cadrul companiei prin co- nexiune rapid
fr fir, eliminnd necesitatea folosirii sistemului de telefonie.
Acest serviciu este de multe ori denumit serviciu local de
distribuire multipunct. l vom studia mai trziu n carte. A fost
dezvoltat i un standard al su, numit IEEE 802.16. l vom examina n
cap. 4. Aproape toate reelele ajung mai devreme sau mai trziu s fie
parte dintr-o reea cablat pentru a oferi acces la fiiere, baze de
date sau Internet. Sunt multe variante prin care aceste conexiuni
pot fi realizate, n funcie de circumstane. De exemplu, n fig.
1-12(a) este prezentat un avion n care un numr de persoane fo