M3 TIC L2 Protocoale de transmisie de date

Protocoale și Internet

Un protocol de transmisie de date este un set de reguli ce sunt obligatorii pentru toate echipamentele de transmisie de date dintr-o rețea de calculatoare. Internetul funcționează în baza stivei de protocoale TCP/IP. Deasupra acestor protocoale de bază se găsesc o mulțime de protocoale de aplicație cum ar fi:

  • HTTP/HTTPS (navigarea pe internet).
  • FTP (transferul de fișiere).
  • SMTP/IMAP/POP3 (transmiterea și recepționarea e-mailurilor).
  • SSH (comunicare securizată).
img 1 comutare de pachete

Internetul este o rețea descentralizată în care pot comunica independent oricare două gazde (echipamente) conectate la rețea dacă se poate stabili cel puțin o rută între ele. Comunicația dintre gazde se face prin comutare de pachete de date la nivelul protocolului I.P.

img 2 stiva de protocoale TCP/IP unde TCP funcționează pe nivelul transport iar IP pe nivelul internet (inter-rețea)

I.P. (Internet Protocol)

Este un protocol fundamental care face posibilă comunicarea între dispozitivele conectate într-o rețea.

Caracteristici principale ale protocolului IP:

  1. Adrese IP:
    • Fiecare dispozitiv conectat la o rețea are o adresă IP unică, care servește drept identificator. Aceasta este similară unei adrese fizice pentru a localiza un dispozitiv pe rețea.
    • Există două versiuni principale de adrese IP:
      • IPv4: Folosește adrese de 32 de biți, reprezentate de patru grupuri de numere separate prin puncte (ex. 192.168.0.1). Permite aproximativ 4,3 miliarde de adrese.
      • IPv6: Folosește adrese de 128 de biți, reprezentate în format hexadecimal (ex. 2001:0db8:85a3:0000:0000:8a2e:0370:7334). A fost introdus pentru a rezolva problema epuizării adreselor IPv4.
  2. Transmiterea de date în pachete:
    • IP împarte informațiile în bucăți mai mici numite pachete de date.
    • Fiecare pachet include:
      • Antetul IP (header), care conține informații despre expeditor, destinatar și alte detalii necesare pentru livrarea pachetului.
      • Datele utile (payload), care reprezintă conținutul efectiv trimis.
  3. Rutare:
    • Pachetele IP sunt direcționate de la sursă la destinație printr-o serie de noduri intermediare numite rutere.
    • Fiecare ruter analizează antetul IP al pachetului pentru a decide pe ce cale să îl trimită mai departe.
  4. Utilizare în combinație cu alte protocoale:
    • Protocolul IP este de obicei utilizat împreună cu alte protocoale în cadrul suitei de protocoale TCP/IP:
    • TCP (Transmission Control Protocol) sau UDP (User Datagram Protocol) sunt folosite pentru gestionarea transmisiei datelor.
    • Alte protocoale (cum ar fi HTTP, FTP, DNS) rulează peste IP pentru a oferi servicii specifice.

T.C.P. (Transmission Control Protocol)

Spre deosebire de IP (Internet Protocol), care doar transportă pachetele, TCP asigură că datele ajung în mod corect, complet și în ordinea corectă.

Caracteristici principale ale protocolului TCP:

  1. Protocol orientat pe conexiune:
    • TCP stabilește o conexiune între dispozitivul sursă și cel de destinație înainte de a transmite datele. Acest proces este numit handshake.
  2. Fiabilitate:
    • TCP garantează că toate datele trimise sunt livrate corect și complet. Dacă un pachet este pierdut sau deteriorat în timpul transmiterii, TCP detectează problema și retransmite pachetul.
    • Acest lucru este realizat prin utilizarea numărului de secvență și a mecanismelor de confirmare (acknowledgment).
  3. Controlul fluxului:
    • TCP reglează viteza de transmitere a datelor între dispozitive pentru a preveni supraîncărcarea rețelei sau a dispozitivului de destinație.
  4. Transmiterea ordonată a datelor:
    • TCP asigură că pachetele de date sunt livrate în ordinea corectă, chiar dacă au ajuns la destinație în altă ordine. Pachetele sunt reasamblate pe baza numerelor de secvență.
  5. Fragmentare și reasamblare:
    • TCP împarte datele mari în pachete mai mici, potrivite pentru transmisie, și reasamblează aceste pachete la destinație.
  6. Controlul erorilor:
    • TCP detectează erorile folosind un checksum (un algoritm de verificare) inclus în fiecare pachet. Dacă un pachet are erori, destinatarul solicită retransmiterea acestuia.

Cum funcționează TCP:

  1. Stabilirea conexiunii:
    • Se inițiază prin procesul de handshake.
  2. Transmiterea datelor:
    • Datele sunt împărțite în segmente.
    • Fiecare segment include un antet TCP care conține informații importante (cum ar fi numărul de secvență și checksum).
    • Destinatarul confirmă primirea fiecărui segment.
  3. Închiderea conexiunii:
    • După transmiterea tuturor datelor, conexiunea este închisă.

Analogie TCP/IP cu o comunicație telefonică.

În aceasta analogie, numărul de telefon este portul, un apel telefonic este conexiunea, un angajat al firmei ce lucrează în acest birou este o aplicație care comunică (sau un protocol aplicație). Mergând mai departe cu analogia, compania de telefonie este protocolul IP.

Protocolul HTTP și HTTPS (navigarea pe internet)

HTTP (HyperText Transfer Protocol):

HTTP este un protocol de nivel înalt folosit pentru transferul de informații pe internet. Este folosit de browserele web pentru a comunica cu serverele web și pentru a descărca pagini web, imagini, videoclipuri și alte resurse.

Cum funcționează HTTP?

  • Model client-server:
    • Clientul (ex: browserul web) trimite o cerere HTTP (HTTP request) către un server web.
    • Serverul răspunde cu o răspuns HTTP (HTTP response), care include fie informația cerută (ex: o pagină web), fie un mesaj de eroare (ex: 404 Not Found).

HTTPS (HyperText Transfer Protocol Secure):

HTTPS este o versiune securizată a HTTP. Utilizează criptare pentru a asigura confidențialitatea, integritatea și securitatea datelor transmise între client și server.

  • Cum funcționează HTTPS?
    • Folosește protocoale de criptare precum SSL (Secure Sockets Layer) sau TLS (Transport Layer Security).
    • Datele transmise între client și server sunt criptate, ceea ce protejează informațiile împotriva interceptării de către atacatori.
    • Serverele care folosesc HTTPS au un certificat digital emis de o autoritate de certificare (CA), care confirmă autenticitatea lor.
  • Avantaje HTTPS:
    • Protejează informațiile sensibile (ex: parole, date bancare).
    • Creează încredere utilizatorilor prin simbolul lacătului verde în bara de adrese.
    • Este esențial pentru site-urile care solicită autentificare sau procesare de plăți.

DNS (Domain Name System)

Ce este DNS?

DNS este „agenda telefonică” a internetului. Transformă numele domeniilor (ex: www.google.com) în adrese IP (ex: 142.250.190.14), care sunt necesare pentru a localiza serverele pe internet.

Cum funcționează DNS?

  • Rezolvarea numelui de domeniu:
    • Când un utilizator introduce un URL în browser, se trimite o cerere DNS pentru a obține adresa IP asociată acelui domeniu.

Relația dintre HTTP/HTTPS și DNS:

  • Când introduceți un URL în browser, primul pas este ca sistemul DNS să rezolve numele domeniului în adresa IP a serverului web.
  • Odată ce adresa IP este obținută, browserul inițiază o conexiune HTTP sau HTTPS pentru a descărca conținutul dorit care este de obicei o pagină web.

Stiva de protocoale TCP/IP împreună cu alte protocoale existente pe nivelele stivei:

  • UDP (user datagram protocol) pe același nivel cu TCP.
  • ARP (advanced resolution protocol), ICMP (Internet Control Message Protocol) pe același nivel cu IP, vezi figura de mai jos:
img 3 stiva de protocoale TCP/IP împreună cu alte protocoale

Întrebări:

  1. Ce este un protocol de transmisie de date?
  2. Ce rol are stiva de protocoale TCP/IP în rețeaua Internet?
  3. Cu ce se ocupă protocoalele HTTP/HTTPS?
  4. Cu ce se ocupă protocolul FTP?
  5. Cu ce se ocupă protocoalele SMTP/IMAP/POP3?
  6. Cu ce se ocupă protocolul SSH?
  7. Ce este rețeaua Internet?
  8. Caracteristicile principale ale protocolului IP:
  9. Caracteristicile principale ale protocolului TCP:
  10. Pentru ce este folosit protocolul HTTP/HTTPS?
  11. Cu ce se ocupă protocolul DNS?
  12. Care este relația dintre HTTPS și DNS?

[ays_quiz id=’22’]