dijous, 7 de novembre del 2013

EL PROTOCOL TCP/ IP

Les sigles TCP/IP vénen de Transmission Control Protocol / Internet Protocol, els dos protocols que fan possible l’intercanvi d’informació entre xarxes i ordinadors connectats a través d’Internet, amb una taxa de fiabilitat molt alta. 

El protocol TCP estableix les bases per a la comunicació entre dos nodes que intercanviaran informació trossejada i empaquetada per a què en arribar al destí es pugui recompondre la informació de forma correcta, sense errors ni duplicitats. La informació no viatja sencera en una sola transmissió, es segmenta i s’empaqueta en dades per a la seva recomposició en el destí.

El protocol IP estableix les condicions de transmissió per paquets d’informació que poden anar al destí per camins diferents segons l’estat de les rutes a cada moment, Té la funció d’identificar unívocament tots els ordinadors de la xarxa a través d’una adreça IP  que es compon de quatre blocs numèrics de l'estil 193.47.145.40. El valor màxim a què pot arribar cada un dels camps és 255. Aquest protocol amb el temps ha quedat curt i han sortit versions posteriors que s’anomenen IPv4 i IPv6.

 En una xarxa o segment de xarxa no poden haver-hi dos ordinadors amb el mateix valor d’adreça IP atès que cada ordinador ha de quedar identificat inequívocament a la xarxa. L’assignació de l’adreça d’un dispositiu pot ser d’un valor fix per a un dispositiu o pot ser variable d’acord amb la configuració del sistema.

El servidor DNS
Tots els ordinadors connectats a internet queden identificats amb adreces IP. Amb l’aparició de la World Wide Web (WWW) amb l’objectiu de fer més amable l’ús d’internet, es  crearen nous serveis, un d’ells és l’anomenat Domain Name Server (DNS) amb el qual per accedir als continguts d’un servidor web no cal saber l’adreça IP de l’ordinador on s’allotja la informació que estem sol·licitant, sinó amb un nom textual i fàcil de recordar


Funció del DNS
Podem esbrinar l’adreça IP d’un servidor? Sí és possible però no sempre és immediat. Veiem el procés. Obriu una finestra d’MS-DOS com heu vist en l’exemple anterior i empreu la comanda ping aplicat al web de la Generalitat de Catalunya.

INTERNET, LA XARXA DE XARXES

Internet
Internet és una xarxa de xarxes, de tot tipus, que es troben distribuïdes per tot el planeta, amb mitjans de transmissió que van des del cable de coure a la transmissió via satèl·lit.
Internet té una topologia en forma de xarxa o teranyina  de forma que la comunicació entre dos ordinadors pot vehicular-se a través de diferents camins alternatius. Aquesta característica ve determinada pels seus orígens en l’àmbit militar dels Estats Units que van desenvolupar aquesta tecnologia a l’època de la guerra freda amb el bloc comunista al llarg dels anys seixanta. La tesi amb la que es va dissenyar era que la comunicació entre dos ordinadors pot circular, de forma intèli·ligent, per diferents trams i nodes malgrat pugui haver trams i nodes malmesos per un hipotètic atac enemic. Aquesta primera xarxa va rebre el nom d’ARPANET (Advanced Research Projects Agency).

Progressivament aquesta tecnologia va arribar a la societat civil, primer a través de les xarxes de recerca de les universitats, fins al gran públic a la dècada dels noranta.


Per a què la comunicació sigui possible amb diversitat de xarxes, d’ordinadors i de sistemes operatius es van desenvolupar els protocols TCP/IP. 

La connexió entre un ordinador o una xarxa a internet es fa a través d’un dispositiu anomenat mòdem que té per funció fer d’intermediari entre la xarxa local i la línia telefònica. Aquesta és la funció de l’encaminador o router d’una instal·lació domèstica.
  
Accés a Internet
L’accés a internet el proporcionen els proveïdors d’accés (ISP, Internet Service Provider) que solen ser les mateixes companyies de telefonia de veu.

Hi ha diferents tecnologies d’accés, la més popular és l’ADSL (Asymmetric Digital Subscriber Line) que empra la línia telefònica per cable de coure. L’assimetria ve donada per la diferent velocitat de transferència que admet en cada un dels sentits. És molt petita quan la informació va de del client al servidor (pujada d’informació) i, en canvi, és molt més gran en sentit invers (baixada d’informació). La velocitat de transferència no és constant i pot variar per factors diversos. La velocitat nominal que donen els proveïdors d’accés indica la màxima possible.
Per mesurar la velocitat instantània hi ha aplicacions a la xarxa que fan aquesta funció, a més de les que ofereixen els mateixos proveïdors. Proveu amb la que us indiquem a continuació: test ADSL.

VIDEO: http://www.edu3.cat/Edu3tv/Fitxa?p_id=19039&p_ex=xarxes

CARACTERÍSTIQUES DE LES XARXES.

Tipus de xarxes
Les xarxes d’ordinadors poden classificar-se en funció de diferents criteris. A continuació en veiem uns quants del quals, per claredat, se n’ha simplificat la informació .
Segons l’escala, les xarxes poden ser:
  • LAN (Local Area Network) o Xarxa d’àrea local.  Els dispositius connectats estan en una àrea física molt delimitada: una oficina, un institut, un edifici, ...  
  • WAN (Wide Area Network) o Xarxa d’àrea àmplia. Els dispositius connectats estan en una àrea geogràfica extensa: una regió, un continent...
Segons la relació funcional o arquitectura, les xarxes poden ser:
  • Client - servidor.  La funció de l’ordinador servidor és oferir un servei a qualsevol ordinador client que li ho sol·liciti: el correu electrònic, una pàgina web, emmagatzematge remot de fitxers, una impressora, ...

    Fitxer:Usenet servers and clients.svg 


    • D'igual a igual, també anomenada Peer to Peer (P2P) els ordinadors connectats es comporten alhora com a clients i com a servidors de forma bidireccional i no passen per cap ordinador servidor. És el mode de comunicació que estableixen xarxes d’intercanvi de fitxers com l’Ares i eMule,  o de comunicacions amb telefonia IP, com Skype i la missatgeria instantània.

    Topologia de xarxa

    La
    topologia de xarxa és la forma de connexió física i lògica entre els diferents ordinadors. La topologia física determina la distribució espaial i les connexions amb cables de comunicació dels diferents ordinadors. Hi ha diverses configuracions però ens centrarem bàsicament en dues:

    -
    Topologia de bus. La topologia de bus és la més senzilla, atès que tots els dispositius estan connectats en paral·lel a la mateixa línia amb un sol cable.

    - Topologia en estrella. Els ordinadors es connecten a un node central anomenat concentrador o hub formant la forma d’una estrella.

    Un concentrador és un dispositiu electrònic al qual es connecten els ordinadors mitjançant cables i connectors específics. Aquesta topologia permet la creació de xarxes diferents que s’interconnecten al seu torn amb concentradors.
    La topologia lògica determina la forma en que es transmeten les dades entre els dispositius. N’hi ha de diferents tipus, però la més comuna en les xarxes locals és l’Ethernet.

    El mitjà de transmissió

    Les línies de transmissió són l’element clau per al transport de la informació entre els diferents nodes. En un procés de transmissió de dades, aquestes poden viatjar a través de les diferents tecnologies, adaptant-se en cada tram a la màxima velocitat admesa. També cal considerar la transmissió sense cables però la tractarem més endavant.

  • Cable coaxial, constituït per dos cables conductors concèntrics.  El cable central és envoltat per una capa aïllant, que es recobreix pel segon conductor en forma de malla. El cable central transporta les dades i la malla fa la funció d’apantallament per reduir l’efecte de les interferències exteriors. Admet velocitats de tranmsmissió de dades de fins a 10 Mb/s.

  • Cable parell trenat, està constiuït per dos cables de coure aïllats i trenats entre ells per reduir l’efecte de les interferències. Admet velocitats de transmissió de dades de fins a 1 Gb/s.



Fibra òptica, constituïda per capes de material plàstic i de vidre. Transporta dades digitals per mitjà d’impulsos de llum a alta velocitat i és insensible a les interferències electromagnètiques. Pot suportar velocitats de transmissió més altes que pel sistema de cable de coure i moltíssima més capacitat.  Admet velocitats de tranmsmissió de dades de fins a 10 Gb/s.

 

La fibra òptica sol formar part de les instal·lacions de les companyies de serveis de dades o telefonia i de grans corporacions i administracions públiques. Les xarxes locals d’edificis d’oficines, d’universitats, d’empreses, … solen ser de cable trenat. La fibra òptica forma part de la infraestructura externa i en arribar al punt d’entrada de la xarxa local s’adapta al sistema de cable de coure.
Velocitat de transferència
La velocitat de transferència, o amplada de banda, en un sistema de transmissió digital es mesura pel nombre de bits per segon (bps o bit/s). Per taxes de transferència molt elevades hi ha els diferents múltiples:
kbps o kb/s - quilobit per segon
Mbps o Mb/s - megabit per segon
Gbps o Gb/s - gigabit per segon
Es pot canviar la unitat de mesura a bytes per unitat de temps divindint per 8. Tot i així el més habitual és expressar la velocitat en bits per unitat de temps.

Els elements físics d’una xarxa local

La construcció d’un sistema de xarxa requereix de diferents elements físics que poden variar en funció de la configuració de la xarxa. A continuació es mostren els emprats de forma comuna en xarxes domèstiques, de petites oficines, centres educatius, ...
  • La interfície electrònica Ethernet, és la targeta electrònica que ha d’incorporar qualsevol ordinador o perifèric per connectar-se a la xarxa. Els ordinadors portàtils tenen aquesta targeta integrada a la placa base. Aquestes plaques porten de fàbrica un codi identificatiu intern imprescindible per identificar biunívocament cada ordinador de la xarxa, de manera que no pot haver-hi dues plaques amb el mateix codi o adreça.  Aquest rep el nom de MAC (Media Acces Control).
  • El concentrador o hub on es connecten diversos ordinadors o dispositius Ethernet d’un mateix segment o sector de la xarxa. Els circuits electrònics que incorpora solen realitzar accions molt senzilles.