Protocoale si retele (modelul OSI, TCP/IP, adrese IP)

Pe scurt

Modelul OSI (Open Systems Interconnection) este un model conceptual cu 7 straturi care standardizează funcțiile de comunicare în rețelele de calculatoare. În practică, modelul TCP/IP, mai simplu, cu 4 straturi, este cel mai utilizat, iar adresa IP reprezintă identificatorul numeric unic al unui dispozitiv în rețea. Înțelegerea acestor concepte este esențială pentru administrarea rețelelor, configurarea routerelor și pentru examenele de bacalaureat la informatică.

Modelul OSI – Cele 7 straturi

Modelul OSI (Open Systems Interconnection) este un model conceptual cu 7 straturi, dezvoltat de ISO, care standardizează funcțiile de comunicare. Fiecare strat oferă servicii stratului superior și se bazează pe serviciile stratului inferior, de la fizic (cablu, semnal) până la aplicație (HTTP, FTP).

Cele 7 straturi sunt

• Fizic
• Legătura de date
• Rețea
• Transport
• Sesiune
• Prezentare
• Aplicație

Exemplu: Identificarea stratului OSI pentru un protocol. Se dă HTTP (HyperText Transfer Protocol). Răspuns: HTTP funcționează la Stratul 7 (Aplicație), deoarece oferă servicii directe utilizatorului, cum ar fi transferul paginilor web. Explicație: Fiecare protocol aparține unui strat specific; HTTP nu se ocupă de rutare sau de corectarea erorilor, ci doar de formatarea și schimbul de date între aplicații.

Stiva TCP/IP – Cele 4 straturi

În practică, modelul TCP/IP (Transmission Control Protocol/Internet Protocol) este cel mai utilizat, fiind un model mai simplu, cu 4 straturi:

• Nivel Aplicație
• Transport
• Internet
• Acces la rețea

Protocoalele principale sunt

• TCP (orientat conexiune, fiabil)
• UDP (fără conexiune, rapid)

Exemplu: Diferența dintre TCP și UDP. Un server web folosește TCP (port 80) pentru a asigura livrarea corectă a paginilor, fără pierderi. Un server de jocuri online poate folosi UDP (port 27015) pentru a transmite rapid pozițiile jucătorilor, acceptând pierderi ocazionale în schimbul latenței reduse. Explicație: TCP face retransmisii și verifică integritatea, în timp ce UDP nu face acest lucru, fiind mai rapid dar mai puțin fiabil.

Adrese IP

Adresa IP este un identificator numeric unic al unui dispozitiv în rețea. În IPv4, adresa are 32 de biți, scrisă ca patru octeți separați prin puncte (ex: 192.168.1.1).

Subrețelele folosesc masca de rețea pentru a distinge partea de rețea de cea de gazdă.

Adresele speciale includ

• Adresa de loopback (127.0.0.1)
• Adresa de broadcast (ultima adresă a unei rețele)

Adresele private (10.0.0.0/8, 172.16.0.0/12, 192.168.0.0/16) sunt folosite în rețele locale, iar NAT (Network Address Translation) permite traducerea acestora în adrese publice pentru acces la Internet.

Există și IPv6, cu 128 de biți, care rezolvă epuizarea adreselor IPv4.

Exemplu: Calculul adresei de rețea și broadcast. Se dă adresa IP 192.168.10.45 cu masca 255.255.255.0 (/24). Adresa de rețea se obține prin operația AND între IP și mască: 192.168.10.0. Adresa de broadcast se obține prin setarea biților de gazdă la 1: 192.168.10.255. Numărul de gazde utilizabile este 2^(32-24) - 2 = 254, deoarece prima adresă este rezervată rețelei, iar ultima este broadcast.

Verifică-te!

1. Care sunt cele 7 straturi ale modelului OSI și care este rolul fiecăruia?
2. Cum se calculează adresa de rețea și adresa de broadcast pentru o adresă IP dată și o mască de rețea?
3. Care este diferența principală între protocoalele TCP și UDP în ceea ce privește fiabilitatea și viteza?