Arhitectura retelelor de calculatoare Modelul OSI si TCP-IP

MODELE DE REFERINTA PENTRU

ARHITECTURA RETELELOR DE CALCULATOARE

1 - Modelul de referinta OSI (ISO) PENTRU RETELELE MARI

La aparitia retelelor de calculatoare, fiecare producator de echipamente de calcul avea propriile sale protocoale de comunicatie, ceea ce facea imposibila interconectarea calculatoarelor de proveniente diferite. Pe de alta parte, subretelele de comunicatie care isi ofereau serviciile pentru WAN erau si ele destul de diferite, de la companii private de telecomunicatii publice – ca, de pilda, American Telephone and Telegraph (AT&T) si Bell Communications Research (Bellcore) din S.U.A., desemnate prin termenul generic "common carriers" – si pana la societatile de stat pentru posta, telegraf, telefon, adesea si pentru radio si televiziune – cunoscute sub acronimul PTT.

Pentru ca utilizatorii sa poata sa-si conecteze intre ele calculatoarele de orice productie, prin intermediul oricarui serviciu public de telecomunicatie, a rezultat necesitatea coordonarii activitatilor de proiectare, realizare si exploatare a mijloacelor de comunicatie, precum si a unei standardizari a acestora ca si a metodelor de transmisie a informatiilor. Pentru astfel de actiuni de coordonare a fost infiintata o agentie a Organizatiei Natiunilor Unite (ONU), numita Uniunea Internationala de Telecomunicatii [International Telecommunication Union (ITU)]; aceasta agentie are trei organisme, unul din ele – numit Comitetul Consultativ International pentru Telegrafie si Telefonie [Consultative Committee for International Telegraph and Telephone (CCITT)], azi redenumit International Telecommunication Union - Telecommunication Standards Division (ITU-T) – ocupandu-se de sistemele de comunicatie telefonice si de date, iar celelalte doua ocupandu-se respectiv de emisiunile radiofonice din intreaga lume si de problemele de dezvoltare a comunicatiilor. CCITT – avand ca membri cu drept de vot societatile nationale de PTT si ca membri consultativi: companii private de telecomunicatii, organizatii stiintifice si industriale, diverse organizatii internationale de profil – are sarcina de a face recomandari privind interfetele pentru comunicatii telefonice, telegrafice si de date (numerice), recomandari care devin, adesea, standarde cu caracter international. jm329b3

Standardele internationale sunt elaborate de catre Organizatia Inter-nationala pentru Standardizare [International Standards Organization (ISO)] – creata in anul 1946 si avand ca membri organizatii nationale de standardizare (precum: American National Standards Institute (ANSI) in S.U.A.; British Standards Institute (BSI) in Marea Britanie; Agence Française de Normalization (AFNOR) in Franta; Deutsche Industrie Normen (DIN) in Germania; etc.). CCITT este membru consultativ (adica fara drept de vot) al ISO.

In incercarea sa de standardizare a protocoalelor de comunicatie, ISO a propus un model de retea, structurat pe sapte niveluri ierarhice – model cunoscut sub numele de modelul de referinta ISO pentru interconectarea sistemelor deschise [ISO Open Systems Interconnection (OSI) reference model] sau, mai pe scurt, modelul de referinta OSI (ISO) [ISO - OSI reference model].

Ü Prin sisteme deschise [Open System (OS)] se inteleg sisteme care fac publice conceptul si toate detaliile lor de implementare, permitand atasarea de noi entitati care ii respecta regulile (deci extinderea sa cu usurinta) dar si participarea specialistilor la perfectionarea sa.

* Observatie: In 1985 a luat fiinta Corporatia pentru Sisteme Deschise [Corporation for Open Systems] , la care s-au afiliat mari firme producatoare de echipamente de calcul, precum: Control Data , Digital Equipment Corporation (DEC) , Hewlett-Packard , Honeywell , International Business Machines (IBM) , Tandem , Unisys , Wang , Xerox s.a., in scopul cresterii compatibilitatii produselor lor.

Numarul de 7 niveluri pentru modelul de referinta OSI (ISO) a fost stabilit (prin negocieri al caror rezultat nu a intrunit o adeziune generala) avand in vedere urmatoarele considerente:

ð un numar prea mic de niveluri implica necesitatea gruparii unui numar excesiv de functii (servicii) intr-un acelasi nivel, rolul fiecarui nivel ne mai fiind astfel clar definit;

ð un numar prea mare de niveluri obliga la existenta unui numar mare de interfete intre ele, complicand excesiv circulatia informatiei utile in retea.

Modelul de referinta OSI (ISO) este reprezentat in fig. 3 – 6 , unde sunt indicate si denumirile unitatilor de informatie vehiculate (fizic sau virtual) la fiecare nivel ierarhic.

* Observatie: Modelul de referinta OSI – conceput pentru WAN – nu reprezinta un adevarat model de arhitectura de retea, caci el nu descrie exact serviciile si protocoalele ce trebuie utilizate la fiecare nivel, ci doar sarcinile pe care ar trebui sa le indeplineasca fiecare din ele; este drept ca CCITT a emis recomandari iar ISO a elaborat standarde internationale pentru protocoalele si serviciile de la toate nivelurile, dar ele nu fac parte din modelul propriu-zis.

In cele ce urmeaza, prezentam succint rolul fiecarui nivel ierarhic al modelului de referinta OSI (ISO).

Nivelul fizic [physical layer] reprezinta interfata calculatorului sau terminalului cu canalul fizic / mediul de transmisie. Are sarcina de a transmite siruri de biti, convertindu-le in semnale care sa poata fi transmise eficient pe canalul fizic dintre doua IMP - in cadrul WAN - sau intre doua statii - in cadrul LAN.. Problemele ce trebuie rezolvate la acest nivel sunt de natura electrica, mecanica, procedurala si functionala:

ð conversia bitilor in semnale electrice, optice sau electromagnetice - in functie de tipul canalului fizic (mediului) de transmisie utilizat - la emisie si reconversia acestora in siruri de biti la receptie;

ð alegerea nivelurilor de tensiune corespunzatoare valorilor logice 1 si 0 (in caz ca bitii informationali sunt transmisi ca atare) sau a parametrilor formelor de unda aferente combinatiilor unui anume numar de biti (in caz ca se utilizeaza metode de modulatie a semnalelor pe canalul fizic), tinand cont de atenuarea introdusa de linia fizica;

ð asigurarea pastrarii formei de unda a semnalului propagat pe linie;

ð stabilirea duratei semnalelor in functie de viteza de transmisie pe linie;

ð modul de stabilire a unei conexiuni si de mentinere a ei, precum si de intrerupere a acesteia la terminarea comunicatiei;

ð posibilitatea transmisiei duplex sau semi-duplex;

ð tipul conectorului de legatura la subreteaua de comunicatie, precum si numarul si configurarea pinilor acestuia, ca si rolul fiecarui pin.

In acest sens au fost elaborate standarde privind semnalele electrice si conectorii folositi la interfatarea calculatorului cu canalul fizic. Asociatia Industriilor Electronice din S.U.A. [Electronic Industries Association (EIA)] a elaborat un astfel de set de standarde (denumite initial cu acronimul RS [Recommended Standard] , iar recent cu initialele asociatiei si cu un numar de cod urmat de o litera care indica, in ordine alfabetica, a cata versiune este). Si ITU-T (CCITT) a elaborat standarde similare.

Standardul EIA-232-D defineste nivelurile de tensiune asociate valorilor logice 1 [mark] si 0 [space] , precum si celelalte semnale electronice utile pentru asigurarea legaturii fizice intre calculatoare; acelasi lucru il fac recomandarile ITU-T cu numerele de cod V.24 si V.25.

EIA-232-D considera doua tipuri de interfete la acest nivel:

m interfata echipamentului de date [Data Terminal Equipment (DTE)] , care este interfata de pe calculator (ori IMP) sau de pe terminal;

m interfata echipamentului de canal [Data Circuit-terminating Equipment / Data Communications Equipment (DCE)], care este interfata intalnita uzual pe dispozitivele destinate imbunatatirii transmisiei (modemuri si unele multiplexoare-demultiplexoare).

* Observatie: Adesea, autorii numesc DTE intregul calculator sau terminal in care se afla acest tip de interfata si, respectiv, DCE chiar modemul sau multiplexorul-demultiplexorul ce contine acea interfata.

Standardul EIA-232-D defineste modul de comunicatie intre DTE si DCE – adica semnalele schimbate intre acestea – si fixeaza limitele pentru lungimea cablului de legatura intre cele doua tipuri de interfete, ca si pentru viteza maxima de transmisie. Pentru viteze si/sau lungimi de cabluri mai mari, EIA a elaborat un set de standarde – EIA- 449 , EIA-422-A si EIA-423-A – menite sa inlocuiasca EIA-232-D. Corespunzator ultimelor doua standarde, ITU-T (CCITT) a elaborat recomandarile V.11 si respectiv V.10.

I Nivelul fizic (1) controleaza transmisia efectiva pe un anume mediu fizic – in cadrul WAN pe fiecare tronson [hop] (legatura directa intre doua noduri) al unei cai.

Nivelul legaturii de date: Sarcina principala a nivelului legaturii de date [data link layer] este de a transforma un mijloc primar de transmitere a sirurilor de biti (adica ceea ce ofera legatura fizica controlata de nivelul ierarhic 1 al retelei) intr-un veritabil canal – virtual – de transmitere a informatiilor, fiabil si fara erori, pus la dispozitia nivelului 3 – pentru fiecare tronson de pe o cale de comunicatie dintre doi utilizatori in cazul WAN – facand ca o conexiune de nivel 3 sa fie insensibila fata de mediul si modul fizic de transmisie. In acest scop, la nivelul legaturii de date se indeplinesc urmatoarele functii:

ð Stabileste adresele fizice (hard) ale dispozitivelor - calculatoare, terminale sau IMP - din retea;

ð Fragmenteaza informatia primita de la nivelul 3 in unitati de informatie numite cadre [frame] / blocuri [block] (de ordinul sutelor de octeti / baiti [byte]), pe care le transmite secvential. Intrucat nivelul fizic accepta si transmite siruri de biti fara a tine cont de semnificatia sau structura lor compozitionala, nivelului 2 ii revine sarcina de a marca si recunoaste limitele cadrelor [framing], fapt realizat prin atasarea unor succesiuni tipice de biti la inceputul si (eventual) la sfarsitul cadrului.

ð Solutioneaza problema alterarii sau chiar distrugerii cadrelor (din cauza perturbatiilor la care este supus canalul fizic) prin:

d Elaborarea unui semnal special, numit cadru de confirmare [acknowledgement frame] a receptionarii corecte a unui cadru, semnal pe care receptorul il trimite inapoi la locul emisiei (de regula, nu se folosesc semnale de infirmare a receptiei corecte – adica de instiintare ca la receptie s-a primit un cadru alterat sau incomplet – caci astfel de semnale, reprezentand tot cadre, pot fi la randul lor alterate sau distruse; corectitudinea este verificata prin apartenenta cadrului receptionat – ce consine si informatia de control – la multimea de cadre convenita, la acest nivel, intre interlocutori); in acest scop, dupa emiterea cadrului cu date, dispozitivul emitator initiaza o pauza de asteptare [time-out] a primirii cadrului de confirmare.

e Retransmisia [retransmission] cadrului (cu date) in cazurile cand:

^ cadrul de confirmare a receptiei (corecte) vine alterat;

_ nu se primeste cadrul de confirmare a receptiei pana la expirarea pauzei de asteptare.

Retransmisia cadrului cu date se face de un numar de ori fixat prin protocolul de la acest nivel, dupa care, daca tot nu se primeste confirmarea receptionarii (corecte) a cadrului cu date, se initiaza o rutina ce anuntanivelul 3 despre intreruperea legaturii, cerandu-i sa o restabileasca (eventual pe alt traseu din retea), iar daca nici aceasta nu reuseste, va trebui instiintat, printr-un mesaj, utilizatorul de la nivelul 7. De asemenea, trebuie ca receptorul sa fie capabil sa recunoasca primirea aceluiasi cadru – cadru repetat [duplicate frame] – in cazul cand cadrul de confirmare (nu cadrul cu date) a fost alterat sau distrus – spre a evita trimiterea lui de doua ori nivelului 3 al receptiei. Desi transmisia secventiala a cadrelor nu reprezinta un scop primar al nivelului legaturii de date, cadrele primesc un numar de ordine (inscris in antet) ce serveste la detectarea blocurilor pierdute sau dublate prin retransmisie.

f Codificarea si decodificarea mesajelor din cadre cu ajutorul unor coduri – simple – detectoare de erori – atat pentru cadrele cu date cat si pentru cele de confirmare.

ð Deciderea ordinii de transmisie a cadrelor cu date (fie, de exemplu, cele de la calculatorul B catre calculatorul A) in raport cu cadrele de confirmare aferente transmisiei de date in sens invers (cele de la A la B) ; o metoda eficienta consta in atasarea cadrului de confirmare (emis de A) la cadrul cu date (emis de A) care circula in acelasi sens (daca A mai are de transmis ceva lui B in cadrul protocolului si daca intarzierea deliberata a confirmarii este prevazuta prin protocol), anuntand aceasta atasare in corpul antetului cadrului cu date – metoda cunoscuta sub numele de "piggybacking" (in traducere libera: "pe spinarea purcelului").

ð Solutionarea problemei (care apare si la nivelurile superioare) even-tualei "inecari" cu date a unui receptor lent de catre un emitator rapid – printr-un "mecanism" (soft) de evidenta a lucrului cu registre tampon, care sa comunice emitatorului spatiul disponibil detinut in registrele tampon [buffer] ale recep-torului, in fiecare moment, "temperand" emisia (acest "mecanism" este, de regula, integrat in cel ce se ocupa de tratarea erorilor).

I Asadar, nivelul legaturii de date are misiunea transmiterea fara erori – pe fiecare tronson al unui traseu, in cazul WAN – a cadrelor, indiferent de mediul de transmisie utilizat.

* Observatie: Nivelului 2 ii revine sarcina conversiilor in cadrul unei punti de interconectare a doua retele care folosesc acelasi protocol de nivel 3, dar la care difera protocoalele de la nivelul legaturii de date.

Nivelul de retea [network layer] – numit si nivelul subretelei de comunicatie [communication subnet layer] – controleaza operatiile din subretea, creand, mentinand cat este necesar si apoi intrerupand o conexiune virtuala pentru nivelul 4 intre utilizatorii finali. Principalele sale functii sunt:

ð Determinarea caracteristicilor de baza ale "interfetei" calculator-IMP (adica a conexiunilor dintre calculator si IMP, care se limiteaza doar la primele trei niveluri), repartizand intre acestea sarcinile privitoare la asigurarea ajungerii corecte la destinatie a tuturor pachetelor.

ð Stabilirea adreselor logice ale calculatoarelor utilizatorilor finali si efectuarea conversiilor intre aceste adrese si adresele fizice ale respecivelor masini.

ð Alegerea traseului [path] / caii [route] / circuitului [circuit] (adica a succesiunii de tronsoane de canal fizic pentru o pereche sursa-destinatie) optim pe care este vehiculat fiecare pachet sau toate pachetele unei sesiuni, de o maniera statica sau dinamica.

ð Rezolvarea strangulatiilor [bottleneck] provocate de prezenta simultana a prea multe pachete in subretea, fie prin realegerea (adaptiva) a traseelor, fie cerand nivelului 4 sa opreasca temporar emisia mesajelor.

ð Contabilizarea serviciilor oferite de subretea in vederea descarcarii financiare a utilizatorilor, conform unor tarife prestabilite.

I Asadar, nivelul de retea (3) raspunde, in principal, de alegerea traseelor mesajelor intre utilizatorii finali si modificarea acestora fie in sensul asigurarii unor cai optime, fie pentru rezolvarea unor situatii anormale in sub-retea.

* Observatii:

1) Problema stabilirii traseelor se pune, evident, doar in cadrul retelelor cu canale punct-la-punct; la retelele cu canal unic, aceasta problema este minora, ceea ce face ca nivelul de retea sa fie mult redus sau chiar inexistent.

2) La nivelul 3 se rezolva si conversiile de protocol, adresare si dimensiuni ale pachetelor, in cazul vehicularii mesajelor, prin interconectori de transport, intre doua retele eterogene (pana) la nivelul 3, dar cu nivelurile 4 identice.

Nivelul de transport [transport layer] este primul dintre nivelurile de tip sursa-destinatie [origin-destination (OD) / end-to-end] (spre diferenta de primele trei, la care protocoalele se desfasurau doar intre doua IMP de la capetele unui tronson de linie fizica dintr-o WAN) si cel care separa nivelurile orientate pe aplicatii (nivelurile 5, 6 si 7) - menite sa asigure livrarea corecta a datelor intre calculatoarele interlocutoare - de cele destinate operarii subretelei (nivelurile 1, 2 si 3) - responsabile cu vehicularea mesajelor prin retea (si care pot suferi modificari de implementare fara a influenta nivelurile superioare). In esenta, nivelul 4 preia informatia de la nivelul 5, o descompune, daca e necesar, in unitati mai mici (TPDU), si o trece nivelului 3, asigurand sosirea ei in forma corecta la destinatar.

Serviciile oferite de nivelul de transport nivelului 5 sunt de tipurile:

ð o conexiune de transport de tip punct-la-punct, fara eroare, ce transmite mesajele in ordinea in care au fost emise;

ð transportul unor mesaje izolate, fara garantarea ordinii la destinatar;

ð difuzarea de mesaje catre mai multi destinatari.

In plus, nivelul 4 optimizeaza serviciile oferite de retea, pentru a satisface performantele cerute de nivelul 5 la un cost minim. Astfel:

d desi, in conditii normale, nivelul 4 creaza o unica conexiune de retea (de nivel 3) pentru fiecare transfer de informatie cerut de nivelul 5 intre doua calculatoare, daca se solicita o comunicatie rapida, cu un transfer masiv de informatii intre aceste calculatoare, atunci nivelul 4 poate crea mai multe conexiuni de retea (de nivel 3), divizand informatia pe aceste conexiuni;

e pe de alta parte, daca crearea si mentinerea unei conexiuni de retea se dovedeste costisitoare, nivelul 4 poate multiplexa mai multe conexiuni de transport (de nivel 4) pe o aceeasi conexiune de retea (de nivel 3) – cu conditia ca multiplexarea sa fie transparenta pentru nivelul 5.

Pentru stabilirea unei conexiuni trebuie sa existe, la acest nivel, un "mecanism" care sa permita procesului dintr-un calculator sa-si precizeze interlocutorul.

O alta problema ce apare la nivelul 4 este aceea – ce se prezinta in cazul unui calculator lucrand multiprogramat, deci a existentei simultane a mai multor conexiuni de la un astfel de calculator la altele din retea – de a indica conexiunea careia ii apartine fiece mesaj; ea se poate rezolva plasand o informatie corespunzatoare in antetul H4 (HT).

In fine, trebuie ca si la acest nivel sa se prevada un "mecanism" de control al fluxului de informatii, astfel incat un calculator rapid sa nu il inece pe un altul mai lent (controlul fluxului de informatii dintre calculatoare este distinct de cel al fluxului de informatii dintre IMP – desi pentru amandoua se aplica principii similare).

I Asadar, rolul nivelului 4 este de a stabili unde se afla partenerul de comunicatie si a controla transportul mesajelor intre interlocutori conform clasei de servicii selectate.

Nivelul de sesiune [session layer] reprezinta (daca ignoram nivelul 6 , care executa mai degraba anumite transformari ale informatiei) adevarata interfata a utilizatorului cu reteaua: cu acest nivel negociaza utilizatorul (un proces, uneori o persoana) pentru stabilirea unei conexiuni cu un (proces sau o persoana de la un) alt calculator, conexiune ce permite nu numai un transport de date (ca la nivelul 4), ci si furnizarea unor servicii deosebite, utile pentru anumite aplicatii (ca, de exemplu, conectarea/atasarea de la distanta, prin intermediul retelei, a unui utilizator la un calculator lucrand multiprogramat sau transferul unui fisier intre doua calculatoare). Deci acest nivel are rolul de a stabili o sesiune intre utilizatori – operatie numita uneori si stabilirea unei legaturi [binding] – si de a administra (prin serviciile oferite) dialogul intre entitatile pereche de la nivelul 6.

Stabilirea unei sesiuni este o operatie complexa. Utilizatorul care solicita o sesiune trebuie, mai intai, sa furnizeze adresa de sesiune la care doreste sa se conecteze (adresele de sesiune servind programelor utilizatorilor pentru a-si identifica partenerul, fara a fi insa necesara cunoasterea amplasamentului sau in retea – asa cum era necesar la nivelul 4 , unde se asigura circulatia informatiilor intre locurile de amplasare ale dispozitivelor interlocutorilor, pe traseul sau traseele stabilite lanivelul 3). Una dintre functiile nivelului 5 este de a converti adresele de sesiune in adresele corespunzatoare de transport.

Tot inaintea stabilirii sesiunii, dupa ce si-au identificat partenerul, cei doi interlocutori trebuie sa faca dovada ca au dreptul de a se angaja intr-o sesiune (ceea ce se realizeaza cu ajutorul unei parole [password]) iar apoi sa cada de acord asupra unui set de optiuni care sa devina operative in timpul desfasurarii sesiunii (ca, de exemplu, daca comunicatia se va face in semi-duplex ori in duplex).

Printre serviciile pe care le ofera acest nivel in scopul administrarii dialogului in cadrul sesiunii, mentionam:

ð Ordonarea dialogului pe legaturile semi-duplex.

ð Impiedicarea initierii simultane a unui acelasi tip de operatiune de catre ambii parteneri de dialog, in cadrul unor protocoale destinate legaturilor duplex; in acest sens, nivelul de sesiune elaboreaza un mesaj de control cu o structura speciala, numit jeton [token], care este trecut de la un utilizator la celalalt si care da dreptul numai posesorului sau sa efectueze o anume operatie in cadrul sesiunii (metoda este cunoscuta ca administrare prin jeton [token management]).

ð Incercarea de a reface – de o maniera transparenta – conexiunile de transport intrerupte.

ð Oferirea unor facilitati prin care sa se concateneze un grup de mesaje, astfel incat ele sa nu se transmita interlocutorului pana cand nu sunt toate disponibile; aceasta se face cu scopul de a ne asigura ca defectele din hardul sau softul retelei nu pot provoca abandonarea unei tranzactii complicate in mijlocul ei, lasand astfel baza de date asupra careia opereaza intr-o stare inconsistenta.

ð Asigurarea sincronizarii entitatilor pereche – operatie de o deosebita importanta, ca in cazul unui transfer masiv de date ce necesita o durata mare de transmisie, timp in care reteaua este posibil sa "cada"; intr-o asemenea situatie, pentru a nu fi obligati la o reinitiere a intregii transmisii dupa fiecare abandonare a transferului (cu sanse mici de a fi incheiata cu succes – caci probabilitatea caderii retelei dupa acelati interval de timp ramane aceeasi), se introduce in sirul de date un caracter de control [checkpoint], iar transferul se reia doar de la ultimul caracter de control receptionat corect.

I Asadar, nivelul 5 determinaa cine este interlocutorul si stabileste comunicatia intre aplicatii, coordonand si sincronizand dialogul.

* Observatie: In unele retele, nivelul de sesiune (5) si cel de transport (4) sunt comasate intr-un singur nivel. Iar in retelele in care utilizatorii doresc doar o expediere de mesaje succesive, fara a pretinde din partea transmisiei functii orientate pe aplicatii, nivelul de sesiune poate lipsi cu totul.

Nivelul de prezentare: Spre diferenta de primele cinci niveluri, care aveau sarcina de a transfera corect si fiabil unitati de informatie dintr-un loc in altul al retelei, nivelul de prezentare [presentation layer] se ocupa de semantica si sintaxa informatiilor transmise, facand conversiile de coduri de reprezentare a datelor numerice, sirurilor de caractere si comenzilor, precum si conversiile de formate ale fisierelor de la reprezentarea utilizata intr-un calculator la cea standardizata pentru retea si, in final, la cea utilizata in calculatorul interlocutor (reprezentare ce poate fi diferita de cea din primul calculator) – oferind astfel coerenta informatiilor pe care programele de aplicatii le schimba intre ele sau la care se refera in cursul dialogului lor si, totodata, o independenta a utilizatorilor fata de caracteristicile eterogene ale echipamentelor.

Pentru rezolvarea acestor probleme, nivelul 6 ofera o serie de functii, solicitate atat de frecvent incat se justifica solutionarea lor de o maniera profesionista si unica pentru toate retelele (in loc de a lasa pe fiecare utilizator sa le solutioneze in felul lui) si plasarea lor intr-o biblioteca de subprograme, de unde pot fi apelate de utilizatori.

Printre transformarile oferite ca servicii de catre nivelul 6 se afla:

ð Conversia codurilor de reprezentare a caracterelor – de exemplu, din ASCII [American (National) Standard Code for Information Inter-change] (cod pe 7 biti plus un bit de control al paritatii) in EBCDIC [Extended Binary Coded Decimal Interchange Code] (cod pe 8 biti, elaborat de IBM) si vice-versa.

ð Conversia formatelor fisierelor, atunci cand aceste formate sunt diferite la cele doua calculatoare intre care se face transferul.

ð Conversia caracterelor de control pentru terminale eterogene:

-

sfarsit de linie - la tastaturi;

-

deplasare cursor, defilarea paginilor [scrolling] - pe monitoare;

-

setul de caractere tiparite – la imprimante.

ð Criptografierea / cifrarea [encryption] si respectiv decriptarea / descifrarea [decryption] mesajelor in vederea pastrarii secretului asupra unor informatii sau pentru limitarea accesului la acestea.

ð Comprimarea datelor [data compression], tinand cont ca:

-

majoritatea utilizatorilor de programe de aplicatii schimba intre ei nu siruri aleatoare de biti, ci secvente de simboluri, dintr-un set finit (si relativ restrans), ce alcatuiesc informatiile vehiculate (precum: nume proprii, date calendaristice, apeluri, valori numerice in anumite formate s.a.), utilizand adesea cuvinte si chiar fraze tipice, consacrate;

-

simbolurile utilizate au frecvente de aparitie diferite;

-

simbolurile apar intr-un anumit context.

I In concluzie, nivelul 6 se ocupa de modul cum arata interlocutorul, efectuand conversia structurilor de date.

Nivelul de aplicatie [application layer] ofera utilizatorilor (mai exact, programelor de aplicatii ale acestora) posibilitatea de acces la retea, cu toate seviciile pe carea aceasta i le poate furniza. Aici se face selectia serviciilor – in functie de necesarul de comunicatie al aplicatiilor – si se hotaraste multimea mesajelor permise, ca si actiunea intreprinsa la receptionarea fiecaruia din ele.

In principiu, continutul nivelului 7 ar trebui lasat la latitudinea utilizatorilor, dar si la acest nivel apar o serie de probleme generale, pentru a caror solutionare au fost concepute, de catre firme specializate, produse soft bine puse la punct si conforme cu standardele elaborate de ISO. Mentionam succint cateva astfel de probleme, de care utilizatorii trebuie sa tina cont la elaborarea protocoalelor pentru acest nivel sau sa faca apel la produsele concepute de firme in acest sens:

ð Rezolvarea incompatibilitatilor terminalelor folosite: solutia adoptata consta in definirea unui terminal abstract – numit terminal virtual (de retea) [(network) virtual terminal (VT)] – identic pentru toti utilizatorii, cu care sa poata opera programele de editare sau de alt tip; cu ajutorul unor mici programe de instalare, se face corespondenta intre functiile acestui VT si cele ale terminalului real in cauza, facand implementarea terminalului transparenta pentru utilizatori si permitand astfel o unica varianta de protocol pentru orice tip de terminal din retea. In cazul transferului de fisiere – al carui protocol tine de nivelul de aplicatie – trebuie rezolvata problema incompatibilitatii conventiilor de notatii, reprezentari, ca si de formate ale acestor fisiere.

ð Utilizarea protocoalelor specifice pentru domeniul in care se inscrie aplicatia – industrial, economic, bancar, postal, transporturi, turism, etc. – pentru a beneficia din plin de facilitatile generale si particulare cu care ele opereaza si pentru apelarea de la distanta a aplicatiilor [remote job entry].

ð Partitionarea – de o maniera automata – a problemelor intre resursele retelei, in scopul obtinerii unui maxim de eficienta.

ð La acest nivel se pot afla si functiile de gestionare a retelei.

Standardele de servicii si protocoale ,elaborate de ISO pentru nivelul 7 al modelului de referinta OSI sunt numeroase si se inscriu in doua categorii:

A) Standarde utilizate in diferite aplicatii,

B) Standarde specifice anumitor tipuri de aplicatii.

I Deci nivelul 7 permite accesul utilizatorilor la retea si selecteaza serviciile de comunicatie pentru aplicatiile care sunt destinate a rula in retea.

4

* Observatie: Desi, dupa cum am mentionat, notiunea de arhitectura a retelelor de calculatoare nu face referiri la modul de implementare a ei, este cazul sa mentionam urmatoarele:

Nivelurile 5, 6 si 7 sunt implementate in calculatoarele din WAN , adeseori in cadrul sistemului de operare al retelei [network operating system (NOS)].

Nivelul 4 este implementat adeseori printr-o parte a NOS – ce se numeste statie de transport [transport station].

Nivelul 3 este implementat, de regula, in calculatoare si in IMP, printr-un program de interfatare ce asigura functionarea hardului [driver].

Nivelul 2 este implementat prin soft si partial prin hard.

Nivelul 1 este implementat doar prin hard.

2 - Proiectul IEEE-802 pentru retelele locale

Un alt organism international care a jucat un rol important in standardizarea in domeniile electrotehnicii, electronicii si tehnicii de calcul a fost Institutul Inginerilor Electricieni si Electronisti [Institute of Electrical and Electronics Engineers (IEEE)], care are un grup ce se ocupa de problemele de standardizare.

Pentru retelele locale de calculatoare (LAN), Comitetul pentru Retele Locale [Local Aria Networks Committee] al IEEE a elaborat un set de standarde – conforme cu modelul OSI – specifice implementarii acestei categorii de retele. Acest set de standarde, cunoscut sub denumirea de Proiectul IEEE 802 [IEEE Project 802], priveste doar primele doua niveluri (inferioare) ale modelului de referinta OSI, precum si interfata cu cel de al treilea nivel; functiile aferente nivelurilor superioare sunt lasate , in cadrul LAN, la latitudinea celor ce implementeaza reteaua si chiar, in numeroase cazuri, pe seama utilizatorilor. Aceasta limitare a prescriptiilor pentru LAN doar la primele niveluri se explica prin aceea ca acest tip de retea este privit doar ca un mijloc de comunicare – numit (sub)retea de transport de date [data transport network] – a carui principala functie consta in asigurarea transmiterii si receptionarii corecte de semnale informationale (= date), in vederea:

ð interconectarii simple, elastice si fiabile a unor echipamente eterogene;

ð asigurarii accesului rapid al utilizatorilor la resursele si serviciile retelei.

Asadar, daca doua dispozitive pot executa functiile nivelurilor superioare ale unei retele, de o maniera compatibila, atunci ele pot utiliza (sub)reteaua de transport de date pentru a stabili legatura intre ele. Dar, pentru a se putea realiza o corecta legatura intre diversele tipuri de echipamente ale utilizatorilor, a fost necesara definirea mai stricta si mai detaliata a modului cum se face circulatia informatiilor la nivelurile joase ale retelei - adica in (sub)reteaua de transport de date (dupa cum se va arata mai departe).

Arhitectura LAN – conform Proiectului IEEE 802 – este reprezentata in fig. 4 – 2 (indicandu-se si corespondenta cu primele doua niveluri ale modelului de referinta OSI).

* Observatie: Proiectul IEEE 802 a fost preluat de ISO si redactat sub forma de standard, sub indicativul ISO 8802; ISO considera insa ca subnivelul MAC face parte din nivelul fizic.

Pentru a beneficia plenar de posibilitatile de comunicatie oferite de LAN, a fost necesar ca, in plus si peste facilitatile acestui mijloc generalizat de legatura informationala, sa fie implementate o serie de functii specifice; aceste functii, tinand de nivelurile superioare ale arhitecturii unei retele, sunt furnizate de NOS.

In ceea ce priveste nivelul 1, Proiectului IEEE 802 precizeaza tipurile de

download