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 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. 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 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.nceade-adouapartesetrecelaprezentareaunorparadigmediferitefolositepentru creareasistemelordistribuite,inclusivsistemebazatepeobiecte,sistemedistribuitedefiiere, 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 ajutorulanumeroaseexempleinspiratedinlumeareal. Dupunprimcapitolintroductiv,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-tuldeinstruciunidelanivelularhitecturii,sistemeledeoperare,limbajuldeasamblarei 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-tatendetaliutoatesubiecteletradiionalelegatedesistemeledeoperare.nplus,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-oanex a crii i este explicat n detaliu n text. v CUPRINS PREFA XVII 1. INTRODUCERE 1 1.1UTILIZRILE REELELOR DE CALCULATOARE 2 1.1.1Aplicaii comerciale 3 1.1.2Aplicaii domestice 5 1.1.3Utilizatorii mobili 9 1.1.4Aspecte sociale 11 1.2HARDWARE-UL REELEI 13 1.2.1Reele locale 15 1.2.2Reele metropolitane 16 1.2.3Reele larg rspndite geografic 17 1.2.4Reele fr fir 19 1.2.5Reelele casnice (Home networks) 21 1.2.6Inter-reelele 23 viCUPRINS 1.3PROGRAMELE DE REEA 24 1.3.1Ierarhiile de protocoale 24 1.3.2Probleme de proiectare a nivelurilor 28 1.3.3Servicii orientate pe conexiuni i servicii fr conexiuni 29 1.3.4Primitive de serviciu 31 1.3.5Relaia dintre servicii i protocoale 33 1.4MODELE DE REFERIN 34 1.4.1Modelul de referin OSI 34 1.4.2Modelul de referin TCP/IP 37 1.4.3O comparaie ntre modelele de referin OSI i TCP 40 1.4.4O critic a modelului i protocoalelor OSI 41 1.4.5O critic a modelului de referin TCP/IP 43 1.5EXEMPLE DE REELE 44 1.5.1Internet 44 1.5.5Reele orientate pe conexiune 53 1.5.3 Ethernet 59 1.5.4 Reele fr fir: 802.11 61 1.6STANDARDIZAREA REELELOR 64 1.6.1Whos Who n lumea telecomunicaiilor 64 1.6.2Whos Who n lumea standardelor internaionale 66 1.6.3Whos Who n lumea standardelor Internet 68 1.7UNITI DE MSUR 69 1.8RESTUL CRII N REZUMAT 70 1.9REZUMAT 71 1.10 PROBLEME 72 2. NIVELUL FIZIC 77 2.1BAZELE TEORETICE ALE COMUNICRII DE DATE 77 2.1.1Analiza Fourier 78 2.1.2Semnalele cu band de frecven limitat 78 2.1.3Viteza maxim de transfer de date a unui canal 81 CUPRINSvii 2.2MEDII DE TRANSMISIE GHIDAT 82 2.2.1Medii magnetice 82 2.2.2Cablul torsadat 83 2.2.3Cablu Coaxial 84 2.2.4Fibre optice 84 2.3COMUNICAIILE FR FIR 90 2.3.1Spectrul electromagnetic 91 2.3.2Transmisia radio 93 2.3.3Transmisia prin microunde 94 2.3.4Undele infraroii i milimetrice 97 2.3.5Transmisia undelor luminoase 97 2.4SATELII DE COMUNICAIE 98 2.4.1Satelii geostaionari 99 2.4.2Satelii de altitudine medie 103 2.4.3Satelii de joas altitudine 103 2.4.4Sateliii n comparaie cu fibrele optice 105 2.5SISTEMUL TELEFONIC 107 2.5.1Structura sistemului telefonic 107 2.5.2Politica din domeniul telefonic 110 2.5.3Bucla local: Modemuri, ADSL i transmisia fr fir 112 2.5.4Trunchiuri i multiplexare 123 2.5.5Comutarea 132 2.6SISTEMUL DE TELEFONIE MOBIL 136 2.6.1Prima generaie de telefoane mobile: Voce analogic 137 2.6.2A doua generaie de telefoane mobile: Voce digital 141 2.6.3A treia generaie de telefoane mobile: Voce digital i date 149 2.7TELEVIZIUNEA PRIN CABLU 151 2.7.1Televiziune prin antena colectiv 151 2.7.2Internet prin cablu 152 2.7.3Alocarea de spectru 154 2.7.4Modemuri de cablu 155 2.7.5Comparaie ntre ADSL i cablu 157 2.8REZUMAT 158 viiiCUPRINS 2.9PROBLEME 159 3. NIVELUL LEGTUR DE DATE 165 3.1ASPECTE ALE PROIECTRII NIVELULUI LEGTUR DE DATE 166 3.1.1Servicii oferite nivelului reea 166 3.1.2ncadrarea 169 3.1.3Controlul erorilor 172 3.1.4Controlul fluxului 173 3.2DETECTAREA I CORECTAREA ERORILOR 173 3.2.1Coduri corectoare de erori 174 3.2.2Coduri detectoare de erori 176 3.3PROTOCOALE ELEMENTARE PENTRU LEGTURA DE DATE 179 3.3.1Un protocol simplex fr restricii 183 3.3.2Un protocol simplu Stop-and-Wait (pas-cu-pas) 184 3.3.3Un protocol simplex pentru un canal cu zgomote 186 3.4PROTOCOALE CU FEREASTR GLISANT 189 3.4.1Un protocol cu fereastr glisant de un bit 191 3.4.2Un protocol de revenire cu n pai (Go Back n) 194 3.4.3Un protocol cu repetare selectiv 199 3.5VERIFICAREA PROTOCOALELOR 204 3.5.1Modele de tip automat finit 204 3.5.2Modele de tip reea Petri 207 3.6EXEMPLE DE PROTOCOALE ALE LEGTURII DE DATE 209 3.6.1HDLC - Controlul de nivel nalt al legturii de date 209 3.6.2Nivelul legturii de date n Internet 212 3.7REZUMAT 216 3.8 PROBLEME 217 CUPRINSix 4. SUBNIVELUL DE ACCES LA MEDIU 223 4.1PROBLEMA ALOCRII CANALULUI 224 4.1.1Alocarea static a canalului n reelele LAN i MAN 224 4.1.2Alocarea dinamic a canalului n reelele LAN i MAN 225 4.2PROTOCOALE CU ACCES MULTIPLU 226 4.2.1ALOHA 226 4.2.2Protocoale cu acces multiplu i detecie de purttoare 230 4.2.3Protocoale fr coliziuni 233 4.2.4Protocoale cu conflict limitat 235 4.2.5Protocoale cu acces multiplu cu divizarea frecvenei 238 4.2.6Protocoale pentru reele LAN fr fir 241 4.3ETHERNET 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 4.3.10Retrospectiva 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 4.5.1Comparaie ntre 802.11 i 802.16 272 4.5.2 Stiva de protocoale 802.16 273 4.5.3 Nivelul fizic 802.16 274 4.5.4Protocolul subnivelului MAC la 802.16 276 4.5.5Structura cadrului 802.16 278 xCUPRINS 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 4.6.5Nivelul 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 4.7.1Puni de la 802.x la 802.y 287 4.7.2Interconectarea local a reelelor 289 4.7.3 Puni cu arbore de acoperire 290 4.7.4Puni aflate la distan 292 4.7.5Repetoare, Noduri, Puni, Comutatoare, Rutere i Pori 292 4.7.6 LAN-uri virtuale 295 4.8REZUMAT 302 4.9PROBLEME 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 5.1.2Servicii furnizate nivelului transport 310 5.1.3Implementarea serviciului neorientat pe conexiune 311 5.1.4Implementarea serviciilor orientate pe conexiune 313 5.1.5Comparaie ntre subreele cu circuite virtuale i subreele datagram 314 5.2ALGORITMI DE DIRIJARE 315 5.2.1Principiul optimalitii 317 5.2.2Dirijarea pe calea cea mai scurt 318 5.2.3Inundarea 320 5.2.4Dirijare cu vectori distan 321 5.2.5Dirijarea folosind starea legturilor 324 5.2.6Dirijare ierarhic 329 5.2.7Dirijarea prin difuzare 331 5.2.8Dirijarea cu trimitere multipl (multicast) 333 CUPRINSxi 5.2.9Dirijarea pentru calculatoare gazd mobile 334 5.2.10Dirijarea n reele AD HOC 337 5.2.11Cutarea nodurilor n reele punct la punct 341 5.3ALGORITMI PENTRU CONTROLUL CONGESTIEI 345 5.3.1Principii generale ale controlului congestiei 347 5.3.2Politici pentru prevenirea congestiei 348 5.3.3Controlul congestiei n subreelele bazate pe circuite virtuale 349 5.3.4Controlul congestiei n subreele datagram 351 5.3.5mprtierea ncrcrii 353 5.3.6Controlul fluctuaiilor 355 5.4CALITATEA SERVICIILOR 356 5.4.1Cerine 356 5.4.2Tehnici 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 5.5INTERCONECTAREA REELELOR 374 5.5.1Prin ce difer reelele 376 5.5.2Cum pot fi conectate reelele 377 5.5.3Circuite virtuale concatenate 378 5.5.4Interconectarea reelelor fr conexiuni 379 5.5.5Trecerea prin tunel 380 5.5.6Dirijarea n reele interconectate 382 5.5.7Fragmentarea 383 5.6 NIVELUL REEA N INTERNET 386 5.6.1Protocolul IP 388 5.6.2Adrese IP 391 5.5.4Protocoale de control n Internet 401 5.5.5Protocolul de dirijare folosit de porile interioare: OSPF 406 5.6.5Protocolul de dirijare pentru pori externe: BGP 411 5.6.6Trimiterea multipl n Internet 412 5.6.7IP mobil 413 5.6.8IPv6 415 5.7REZUMAT 423 xiiCUPRINS 5.8 PROBLEME 423 6. NIVELUL TRANSPORT 431 6.1SERVICIILE OFERITE DE NIVELUL TRANSPORT 431 6.1.1Servicii furnizate nivelurilor superioare 431 6.1.2Primitivele 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 6.2NOIUNI DE BAZ DESPRE PROTOCOALELE DE TRANSPORT 441 6.2.1Adresarea 442 6.2.2Stabilirea conexiunii 445 6.2.3Eliberarea conexiunii 449 6.2.4Controlul fluxului i memorarea temporar (buffering) 453 6.2.5Multiplexarea 457 6.2.6Refacerea dup cdere 458 6.3UN PROTOCOL SIMPLU DE TRANSPORT 460 6.3.1Primitivele serviciului ales ca exemplu 460 6.3.2Entitatea de transport aleas ca exemplu 461 6.3.3Exemplul vzut ca un automat finit 468 6.4PROTOCOALE 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 6.4.3Protocolul 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 6.5.2Modelul serviciului TCP 478 6.5.3Protocolul TCP 480 6.5.4Antetul segmentului TCP 481 6.5.5Stabilirea conexiunii TCP 484 6.5.6Eliberarea conexiunii TCP 485 6.5.7Modelarea administrrii conexiunii TCP 485 6.5.8Politica TCP de transmisie a datelor 487 6.5.9Controlul congestiei n TCP 490 6.5.10Administrarea contorului de timp n TCP 493 CUPRINSxiii 6.5.11TCP i UDP n conexiune fr fir 496 6.5.12TCP Tranzacional 498 6.6ELEMENTE DE PERFORMAN 499 6.6.1Probleme de performan n reelele de calculatoare 500 6.6.2Msurarea performanelor reelei 502 6.6.3Proiectarea de sistem pentru performane superioare 504 6.6.4Prelucrarea rapid a TPDU-urilor 507 6.6.5Protocoale pentru reele gigabit 510 6.7REZUMAT 514 6.8PROBLEME 515 7. NIVELUL APLICAIE 521 7.1DNS - SISTEMUL NUMELOR DE DOMENII 521 7.1.1Spaiul de nume DNS 522 7.1.2nregistrri de resurse 524 7.1.3Servere de nume 527 7.2POTA ELECTRONIC 529 7.2.1Arhitectur i servicii 530 7.2.2Agentul utilizator 532 7.2.3Formatele mesajelor 534 7.2.4Transferul mesajelor 540 7.2.5Livrarea final 543 7.3WORLD WIDE WEB 548 7.3.1Aspecte arhitecturale 549 7.3.2Documente Web statice 564 7.3.3Documente Web dinamice 576 7.3.4HTTP HyperText Transfer Protocol 583 7.3.5 mbuntiri ale performanei 588 7.3.6Web-ul fr fir 593 7.4MULTIMEDIA 602 7.4.1Introducere in sunetele digitale 603 7.4.2Compresia audio 605 7.4.3Fluxuri audio 607 xivCUPRINS 7.4.4Radio 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 7.4.9MBone - Coloana vertebral pentru trimitere multipl 634 7.5REZUMAT 637 7.6PROBLEME 638 8. SECURITATEA REELELOR 645 8.1CRIPTOGRAFIA 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 8.1.5Dou principii criptografice fundamentale 657 8.2ALGORITMI 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 8.2.4Alte cifruri 670 8.2.5Criptanaliza 671 8.3ALGORITMI CU CHEIE PUBLIC 671 8.3.1RSA 672 8.3.2Ali algoritmi cu cheie public 674 8.4SEMNTURI DIGITALE 674 8.4.1Semnturi cu cheie simetric 675 8.4.2Semnturi cu cheie public 676 8.4.3Rezumate de mesaje 677 8.4.4Atacul zilei de natere 681 8.5 GESTIONAREA CHEILOR PUBLICE 682 8.5.1Certificate 683 8.5.2 X.509 684 CUPRINSxv 8.5.3 Infrastructuri cu chei publice 685 8.6 SECURITATEA COMUNICAIEI 688 8.6.1 IPsec 689 8.6.2Ziduri de protecie 692 8.6.3 Reele private virtuale 695 8.6.4 Securitatea n comunicaiile fr fir 696 8.7PROTOCOALE DE AUTENTIFICARE 700 8.7.1Autentificare 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 8.7.4Autentificarea folosind Kerberos 709 8.7.5 Autentificarea folosind criptografia cu cheie public 711 8.8CONFIDENIALITATEA 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 8.9SECURITATEA 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 8.10.1Confidenialitate 731 8.10.2Libertatea de exprimare 733 8.10.3Dreptul de autor 736 8.11 REZUMAT 738 8.12 PROBLEME 739 9. RECOMANDRI DE LECTUR I BIBLIOGRAFIE 745 9.1SUGESTII PENTRU LECTURI VIITOARE 745 9.1.1Lucrri introductive i generale 746 9.1.2Nivelul fizic 747 xviCUPRINS 9.1.3Nivelul legtur de date 749 9.1.4Subnivelul de control al accesului la mediu 750 9.1.5Nivelul reea 751 9.1.6Nivelul transport 753 9.1.7Nivelul aplicaie 753 9.1.8Securitatea reelelor 754 9.2BIBLIOGRAFIE N ORDINE ALFABETIC 756 INDEX 777 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 varietatedereeledetipLANiWAN,mpreuncustiveledeprotocoaleaferente.nanul2003, singurareeadetipLANlargutilizatceutilizeazmediulghidatdetransmisieesteEtherneti 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 importantcantitatede informaie desprereelele fr fir. Un alt subiect important deactualitate 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 fostrevizuitiactualizat.Deexemplu,suntprezentateintroduceridespreInternet,Ethernet,reele LANfrfir,mpreuncuistoriculioriginileacestora.Sunttratatepescurtireelelepentru utilizatori casnici. xviiiPREFA Cap.2afostrestructuratntr-ooarecaremsur.Duposcurtintroducerenprincipiile comunicaiilor de date, exist trei seciuni majore despre transmisii (prin medii ghidate, medii frfirisatelii)urmatedenctreiseciunicustudiidecaz(reelecomutatedetelefonie public,reeledetelefoniemobilireeledeteleviziuneprincablu).Printrenoilesubiecte 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.3s-aocupatdintotdeaunacuprincipiilefundamentalealeprotocoalelorpunct-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-truaincludeiGigabitEthernet.S-auintrodusseciunicompletnoidespreLAN-urifr fir, comunicaie fr fir n band larg, Bluetooth i comutare la nivel de legtur de date, inclusiv MPLS. Cap.5afostdeasemeneaactualizat:aufostnlturatetoatematerialelereferitoarela ATMiaufostadugatematerialesuplimentaredespreInternet.Unaltsubiectimportant estecalitateaserviciilor,cuprinzndexpuneridespreserviciiintegrateiserviciidifereniate. 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,relativlanivelulaplicaie,afostmaiclarorientat.Duposcurtintroduceren DNS,restulcapitoluluitrateaztreiaspecte:potelectronic,Webimultimedia.Fiecare dintre acestea este tratat foarte detaliat. Discuia despre modul de funcionare a Web-ului se ntinde acum pemai mult de 60 de pagini, acoperind multe subiecte, printrecarepagini Web staticeidinamice,HTTP,scripturiCGI,reeleculivrarebazatpeconinut,cookiesips-trareatemporarnmemoriaascuns(cache)aWeb-ului.Suntprezenteimaterialedespre moduldescriereapaginilorWebmoderne,cuscurteintroducerinXML,XSL,XHTML, PHP i altele, toate nsoite de exemple funcionale. Este menionat i accesul Web fr fir, cu accentasuprai-modeiWAP.SeciuneademultimediacuprindeacumMP3,fluxuriaudio, 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 algoritmicucheipublice,semnturidigitaleicertificateX.509)ctiaplicaiialeacestor principii(autentificare,securitateapoteielectroniceisecuritateaWeb).Acestcapitoleste PREFAxix attntinscaariedeacoperire(delacriptografiecuanticpnlacenzuraguvernamental) ct i bogat n detalii (de exemplu modul de funcionare al algoritmului SHA-1). Cap.9,conineolistcompletnouderecomandribibliografice,ctiobibliografiecu-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.Dupceaiterminatdecititaceastcarte,urmtoriitermeniartrebuisnsemneceva 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,WWWiXML.Darnuvngrijorai.Ficaredinaceti termeni va fi cu atenie explicat nainte de a fi utilizat. Pentru a-i ajuta pe instructorii care do-rescsfoloseascaceastcartecasuportdecurs,autorulapregtitovarietatedemateriale 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-umescurmtoarelorpersoane:RossAnderson,ElizabethBelding-Royer,SteveBellovin, Chatschick Bisdikian, Kees Bot, Scott Bradner, Jennifer Bray, Pat Cain, Ed Felten, Warwick Ford, KevinFu,RonFulle,JimGeier,MarioGerla,NatalieGiroux,SteveHanna,JeffHayes,Amir Herzberg,PhilipHomburg,PhilippHoschka,DavidGreen,BartJacobs,FransKaashoek,Steve Kent,RogerKermode,RobertKinicki,ShayKutten,RobLanphier,MarcusLeech,TomMaufer, Brent Miller, Shivakant Mishra, Thomas Nadeau, Shlomo Ovadia, Kaveh Pahlavan, Radia Perlman, GuillaumePierre,WaynePleasant,PatrickPowell,ThomasRobertazzi,MedySanadidi,Christian Schmutzer,HenningSchulzrinne,PaulSevinc,MihailSichitiu,BernardSklar,EdSkoudis,Bob Strader,GeorgeSwallow,GeorgeThiruvathukal,PeterTomsu,PatrickVerkaik,DaveVittali, SpyrosVoulgaris,Jan-MarkWams,RuedigerWeis,BertWijnen,JosephWilkes,Leendertvan 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 xxPREFA 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 doveditunexpertnmateriedecut-and-pasteatuncicndafostnecesar.Editorulmeudela 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.nsfrit,amajunslapersoanelecelemaiimportante:Suzanne,BarbaraiMarvin.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 1 1 INTRODUCERE Fiecare din ultimele trei secole a fost dominat deo anumit tehnologie. Secolul al XVIII-lea a fost secolul marilor sisteme mecanice care au nsoit Revoluia Industrial. Secolul al XIX-lea a fost epocamainilorcuaburi.nsecolulXX,tehnologiacheieestelegatdecolectarea,prelucrareai 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 untimbrupotal,vorfiprodusepescarlargnmilioanedeexemplarepreadesprinsdintr-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 - 2INTRODUCERECAP. 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-toarecsuntinterconectatedacsuntcapabilesschimbeinformaientreele.Conectareanuse faceneapratprintr-uncabludecupru;potfifolositenacestscopfibraoptic,radiaiiinfraroii, 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.Pentrumaimulteinformaiidespresistemeledistribuite,asevedea(TanenbaumiVan Steen, 2002). 1.1UTILIZRILE 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-SEC. 1.1UTILIZRILE REELELOR DE CALCULATOARE3 resat de reele de calculatoare, puine reele ar fi construite. Vom ncepe cu utilizrile tradiionale n cadrulcompaniiloripentruutilizatoriiindividuali,apoinevomdeplasaspredezvoltrilerecente privind utilizatorii mobili i reelele domestice.1.1.1Aplicaii 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-lucratdecalculatoare.Celemaimultecompaniiinnregistrrileclienilor,inventarele,evidena conturilordencasri,rapoartelefinanciare,informaiiledespretaxeincmultealtelenumaicu 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-.nacestmodel,datelesuntmemoratencalculatoareperformante,numiteservere(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.(Uneorinevomreferilaoperatorulcarefoloseteomainclientcunumeledeclient, dar va fi clar din context dac referirea este la main sau la utilizatorul ei). Mainile server si client sunt conectate n reea, aacum este ilustrat n fig. 1-1. De notat c am reprezentat reeaua ca un simpluoval,frniciunaltdetaliu.Vommaifolosiaceastformpentruareprezentaoreean mod abstract. Atunci cnd sunt necesare mai multe detalii, ele vor fi furnizate.4INTRODUCERECAP. 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 unuimesajdelaprocesulclientctreprocesulserver.ncontinuare,procesulclientvaateptaun 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 comunicarentreangajai.Aproapeoricecompaniecarearedousaumaimultecalculatoareare 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.SEC. 1.1UTILIZRILE REELELOR DE CALCULATOARE5 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,nspecialcufurnizoriiiclienii.Deexemplu,productoriideautomobile,avioanesau calculatoare, printre alii, cumpr subansamble de la diveri furnizori i apoi le asambleaz. Folo-sindreeleledecalculatoare,productoriipotplasacomenzileelectronic,dupcumestenevoie. 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-paniioferon-linecataloagecubunurileiserviciiledisponibileichiarprimesccomenzion-line. Este de ateptat ca acest sector s se dezvolte rapid n continuare. El este numit comer electronic (e-commerce, electronic commerce). 1.1.2Aplicaii 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 Digitalnuseimplicmaimultnpiaacalculatoarelorpersonale,elarspuns:Nuexistniciun motivcafiecareindividsaibuncalculatoracas.Istoriaaartatcrspunsulafostgreit,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 Accesulinformaieiladistaniaformemultiple.PoatefinavigareapeWebpentruinformaii 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,imultealtele.Distraciaestedepreamultefeluricaspoatfimenionate,plus cteva care e mai bine s rmn nemenionate.6INTRODUCERECAP. 1 Multe ziare sunt acum disponibile on-line i pot fi personalizate. De exemplu, este uneori posibil sspuiunuiziarcdoretisobiitotuldesprepoliticieniicorupi,despremarileincendii,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.Multeorganizaiiprofesionale,cumsuntACM(www.acm.org)iIEEEComputerSociety (www.computer.org) au dejadisponibile on-line multe dintre jurnale i prezentri de la conferine. Altegrupuriurmeazrapidaceasttendin.nfunciedecostul,dimensiunileigreutateaunui calculatorportabil,criletipritevordevenidesuete.Scepticiiartrebuisfieatenilaefectulpe 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 dinprogramul UNIX talk (ro: vorbete) folosit ncdin anii 1970, le permite celor doi caredorescscomunices-itrimitmesajeunulaltuiantimpreal.Oversiunemultipersonala 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 realitateacotidianauneianumitecategoriidepersoane,iaracestfenomenvacretepnladi-mensiunile ntregii omeniri. Discuiile, n care o persoan trimite un mesaj i toi ceilali abonai ai grupului de interespot s-lciteasc, se deruleaz n toate stilurile posibile, putndfi 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.Comunicaiiledelaegal-la-egalauexplodatnjurulanului2000cuunserviciunumitNapster, carelaapogeuaveapeste50 demilioanedefaniaimuziciicareschimbauntreeimelodii.Afost 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-rilelocalentr-obazdedatecentralntreinutdeserverulNapster.Dacunmembrudoreao 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. SEC. 1.1UTILIZRILE REELELOR DE CALCULATOARE7 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 icare este lista de utilizatori aflai n apropierea sa. Acest procesdecutare poate fi repetat la infinit pentru a crea o baz de date de dimensiune mare cu ceea ce se regsete n sistem.Esteoactivitatecareardevenitracasantpentruutilizatori,darpentrucarecalculatoarele 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-teesteceaajocurilordenorocelectronice.Calculatoareleausimulattotfeluldelucruritimpde decenii.Decesnusimulezeiautomatelecufise,roataruletei,masadeblackjack,imultealte 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-nucretere.nacestdomeniuaplicaiadecelmaimaresucces(ceacarepoatesinfluenezetot 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-8INTRODUCERECAP. 1 nul nostru. Filmele noi ar putea deveni interactive: spectatorul ar fi ntrebat n anumite momente ce continuareapovestiriialege(s-lucidMacBethpeDuncansausatepteoocaziemaibun?), fiindprevzutescenariialternativepentrutoatecazurile.Deasemenea,televiziuneandirects-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 maximsucces.Existdejajocuripentrumaimultepersoanecusimularentimpreal,deexempluv-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.Ozondeinterespecarenimeninuontrevedeacainteresantestetalcioculelectronic(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. PrescurtareNume ntregExemplu B2CCompanielaConsumator(Bussinessto Consumer) Comanda de cri online B2BCompanielaCompanie(Bussinessto Bussiness) Fabricantul de maini comand cauciucuri de la furnizor G2CGuvernlaconsumator(Governmentto Consumer) Guvernuldistribuieformularelepentru taxe n format electronicC2CConsumatorlaConsumator(Consumerto Consumer) Licitarea de produse mna a doua online P2PPunct 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,cioameniarficrezutn 1990cadolesceniicareiscriuplictisiimesajepetelefoanele 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-SEC. 1.1UTILIZRILE REELELOR DE CALCULATOARE9 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 maide 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.1.1.3Utilizatorii mobili Calculatoarelemobile,cumsuntportabilelesauPDA-urile(PersonalDigitalAssistant,rom: asistentdigitalpersonal)suntuneledintresegmentelecudezvoltareaceamairapiddinindustria 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.Oameniicarecltorescmultdorescs-ipoatfolosiechipamenteleelectroniceportabile pentru a trimite ipentru aprimi apeluri telefonice, faxurii pota electronic,pentru anaviga 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 nctstudeniispoatstalaumbracopacilorisconsultecatalogulbiblioteciisaus-iciteasc pota electronic.Reelele fr fir sunt de mare valoare pentru parcurile de taximetre, camioane, vehicule utilizate pentrulivrareichiarechipedeintervenie,pentruafimereuncontactcubaza.Deexemplu,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 lacalculatorulsuportabilnprizadetelefondincameradehotel,elaremobilitate,folosindu-se totui de cablu.

Fr firMobilAplicaii NuNuCalculatoarele staionare de pe mesele de lucru din birouri NuDaUn calculator portabil folosit ntr-o camera de hotel DaNuReelele n cldiri mai vechi, necablate DaDaBiroul portabil; PDA pentru inventarul magazinului Fig. 1-5. Combinaii de reele fr fir i echipamente mobile. 10INTRODUCERECAP. 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.Instalareauneireelefrfirnecesitdoarpuinmaimultdectacumpraocutiecareare 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-tulportabil,careareoimprimantataat,apeleazcalculatorulprincipal,obineinformaiilede-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-truplataparcriiauavantajeattpentruutilizatorictipentrumaimariioraului.Aparatelede 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(vatrimiteunsemnalnspreeai,dacacestaestereflectat,nspaiulrespectivsegseteo main)israportezepoliieieventualadepire.S-aestimatc,numailaniveluloraelordin SUA,municipalitilearputeaobineunplusde10miliardededolarifolosindaceastvariant (Harteetal.,2000).Maimult,sancionareamairiguroaspentruparcareailegalvaajutamediul nconjurtor, deoarece oferii care tiu c vor fiprini n cazul n careparcheaz ilegal ar putea s foloseasc transportul n comun.Automatele de gustri, buturi i alte bunuri se gsesc peste tot. Desigur, mncarea nu ajunge n acesteautomateprinputereamagiei.Periodic,cinevavinecuuncamionpentrualeumple.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-toarelorpentrudiverseutiliti.Variantancareconsumullaenergieelectric,gaze,ap,ialte 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,careputeausafiezepaginiWebsimplificatepeminusculelelorecrane.Acestsistem, 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.SEC. 1.1UTILIZRILE REELELOR DE CALCULATOARE11 Ozonncareacestedispozitivepotfiexcelenteestedenumitcomermobil(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 aobineobucatdinplcintacomeruluielectronic.Unadintresperanelelorestesfoloseasc PDA-urilefrfirpentruoperaiunibancareipentrucumprturi.OideeesteutilizareaPDA-urilor ca pe un fel de portofel electronic, autoriznd plile n magazine, ca un nlocuitor pentru ba-niilichiziipentrucriledecredit.Sumacheltuitapareapoipefacturatelefonuluimobil.Din punctdevederealmagazinelor,aceastschemaduceunctigprineconomisireataxelorpltite 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-redecoduridebarecarespermitunuiclientsscanezeunprodusdintr-unmagazin iapois obininstantaneuunraportdetaliatdesprealtelocurincareacelaiprodussegseteidespre preul lui.Deoarece operatorul reelei tie unde anume se gsete utilizatorul, unele servicii sunt n mod in-tenionatdependentedeloc.Deexemplu,poatefiposibil saflilocalizareaunuimagazindecri 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. Cevamaidepartentimpsuntreelelepersonale(personalareanetworks)icalculatoarelela purttor(wearablecomputers).IBMadezvoltatunceascareruleazLinux(inclusivsistemulde ferestre X11) i are conexiune fr fir la Internet pentru a trimite i primi mesaje prin pota electro-nic(Narayanaswamietal.,2002).nviitor,oameniivorputeaschimbacridevizitnumaiprin 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-surisfiecapabilechiarsobininformaiilerelevantenvecintateautilizatorului(deexemplu 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 uncalculatorfrfirntr-uncubculaturade1mm(Warnekeetal.,2001).Aplicaiilepoteniale includ evidena stocurilor, pachetelor, ba chiar i a psrelelor, roztoarelor i insectelor.1.1.4Aspecte 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-12INTRODUCERECAP. 1 meniipotschimbamesajecupersoaneavndpreocuprisimilare.Attavremectestevorbade 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 transmisecuuurinprinreeleledecalculatoare.Uniioameniauoatitudineneutr(,,triete i las-mstriesc),daraliiconsiderctrimitereaanumitormateriale(deexemplu,atacurila 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. Oaltdisputanimatarenateniedrepturileangajailornraportcudrepturilepatronilor. Multepersoanecitesciscriupotelectroniclaserviciu.Directoriiunorfirmeaupretinscar 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: deaspionamilioanedeoameninsperanacsevorgsiinformaiidespreactivitiilegale.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-SEC. 1.2HARDWARE-UL REELEI13 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 gsirepedeinformaii,darmultedintreelesuntgreitinformate,tendenioasesauchiarcomplet 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 deadrese 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 comitnedreptisaufurturi.Aceasttehnologieestebineconturatiovomstudiandetaliun 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-stanialdeproblemeestedeterminatdeaplicaiilecarefuncioneazcuerori,ceeacesentmpl pentrucproductoriiadaugdincencemaimultefacilitiprogramelorlor,ceeacenseamn 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.

1.2HARDWARE-UL REELEI Avenitacumtimpulsnendreptmateniadelaaplicaiileiproblemelesocialealeinterco-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. 14INTRODUCERECAP. 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. Uncmpde adres dinpachet 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. Sconsiderm, ca analogie, c cineva se afl lacaptul unui coridorcu 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.Unadinschemeleposibileestesserezerveunbitpentruaindicatrimitereamultipl. 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, SEC. 1.2HARDWARE-UL REELEI15 o reea fr fir care conecteaz calculatorul cu perifericele sale (tastatur, imprimant, mouse) este oreeapersonal.Deasemenea,unPDAcarecontroleazaparatulauditivalutilizatoruluisau regulatorulluideritmcardiacsencadreaznaceeaicategorie.Maidepartedeacestereele personalesuntreelecudomeniimaimari.Acesteapotfimpritenreelelocale,reeleme-tropolitane i reele larg rspndite geografic. n sfrit, prin conectarea a dou sau mai multe reele rezultointer-reea.Internet-ulesteunexemplubinecunoscutdeinter-reea.Distanaesteun criteriu de clasificare important, pentru c, la scri diferite, sunt folosite tehnici diferite. n aceast cartenevomocupadereeledintoateacestecategorii.Prezentmmaijososcurtintroducen subiectul echipamentelor de reea. 1.2.1Reele 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-resuntataatetoatemainile,aacumerauodatcabluriletelefonicecomunenzonelerurale. 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-siepeliniinmegabii/sec(1Mbpsreprezint1.000.000bii),igigabii/sec(1Gbpsreprezint 1.000.000.000 bii). Fig. 1-7. Dou reele cu difuzare. (a) Magistral. (b) Inel. PentruLAN-urilecudifuzaresuntposibilediversetopologii.Fig.1-7prezintdoudintreele. 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 16INTRODUCERECAP. 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-toareledintr-unEthernetpottransmiteoricnddoresc;dacdousaumaimultepachetesecioc-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 nevoiedeoregulpentruaarbitraacceselesimultanelainel.Pentruaceastaseutilizeazdiferite metode,carevorfidiscutatencartemaitrziu.IEEE802.5(inelulcujetondelaIBM)esteun 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. 1.2.2Reele metropolitane O reea metropolitan (Metropolitan Area Network), sau MAN (plural: MAN-uri) deservete un ora. Cel mai bun exemplude MAN este reeauade televiziune prin cablu disponibil ncele 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-plicenaceastafacere,obinndcontractedelamunicipalitileoraelorpentruacablachiari ntregoraul.Urmtorulpasafostprogramareateleviziunii ichiarcanaledeteleviziuneproduse numai pentru furnizarea prin cablu. De cele mai multe ori aceste canale sunt foarte specializate, pe domeniiprecumtirile,sporturile,gastronomia,grdinritul,ialtele.Darncdelanceputurii 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.SEC. 1.2HARDWARE-UL REELEI17

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. 2.1.2.3Reele 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 executaprogrameleutilizatorilor(adicaplicaii).nconcordancutermenuluzual,vomnumi 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 unfurnizordeserviciiInternet(ISP).Sarcinasubreeleiestestransportemesajeledelagazdla 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-18INTRODUCERECAP. 1 numirea acestor calculatoare. Aceste elemente de comutare au primit diverse nume n trecut; nume-le de ruter (router1) este acum cel mai folosit.nacestmodel,prezentatnfig.1-9,fiecaregazdestedecelemaimulteoriconectatlaun 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, atuncieletrebuiesfacacestlucruindirect,prinintermediulaltorrutere.Cndunpacheteste 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,fiecaredintreelereinndu-inumruldeordinedinsecven.Acestepachetesuntapoi transmisenreeaunulcteunulntr-osuccesiunerapid.Pachetelesunttransportateindividual 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). SEC. 1.2HARDWARE-UL REELEI19 cesuluireceptor.Unfluxdepacheterezultatdindescompunereaunuimesajiniialoarecareeste 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,toatepacheteleaparinndunuimesajdattrebuiesurmezeaceeairut;naltele,fiecare pachetestedirijatseparat.Desigur,dacA-C-Eesteceamaibunrut,toatepachetelepotfi 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 ascultaieireadelasatelit,iarnanumitecazuripotsascultechiaritransmisiacelorlalterutere 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.1.2.4Reele fr fir Comunicaiiledigitalefrfirnureprezintoideenou.ncdin1901,fizicianulitalian GuglielmoMarconiarealizatlegturantreunvaporiunpunctdepecoastfolosindtelegraful 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 20INTRODUCERECAP. 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. nceamaisimplform,reeleledeinterconectarensistemfolosescparadigmastpn-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-SEC. 1.2HARDWARE-UL REELEI21 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. nplusfadeacestereele devitezredus, suntdezvoltate iWAN-uricu lrgimedeband 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 dedistribuire 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 numrdepersoanefolosescmodemuriitelefoanencorporatensptarulscaunului(eng.:seat-back telephone) pentru a suna la birou. Fiecare apel este independent de toate celelalte. O opiune mult mai eficient este LAN-ul zburtor (flying LAN) din fig. 1-12(b). Aici, fiecare scaun este echi-pat cu un conector Ethernet n care pasagerii pot s i conecteze calculatoarele. Un singur ruter al avionului menine o legtur radio cu un ruter de la sol, schimbnd acest ruter pe msur ce i par-curgetraseul.Aceastconfiguraieesteoreealocaltradiional,doarcpentruaseconectacu restul lumii folosete o legtur radio n loc de o linie cablat. Fig. 1-12. (a) Calculatoare mobile individuale. (b) Un LAN zburtor. Mult lume crede c tehnologiile fr fir reprezint valul viitorului (de ex. Bi et al., 2001; Leeper, 2001;VarsheziVetter,2000),darexisitcelpuinoprerecontrarcunoscut.BobMetcalfe, inventatorul Ethernet-ului, a scris urmtoarele: ,,Calculatoarele mobile fr fir sunt ca bile mobile fr evi - nite olie de noapte portabile. Ele vor fi ceva comun n vehicule, pe antiere i la concerte rock. Sfatul meu este s v racordai cabluri n cas i s rmnei acolo (Metcalfe, 1995). Istoria ar puteasreinaceastafirmaienaceeaicategoriecualuiT.J.Watson,preedinteleIBM,care explican1945deceIBMnuseintrnafacereacalculatoarelor:Patrusaucincicalculatoarear trebui s fie suficiente pentru ntreaga lume pn n anul 2000. 1.2.5Reelele casnice (Home networks) Reelele n mediul casnic sunt la orizont. Ideea fundamental este c n viitor, cele mai multe lo-cuine vor fi pregtite pentru instalarea de reele. Fiecare dispozitiv din cas va fi capabil s comuni-ce cu orice alt dispozitiv i toate vor fi accesibile prin Internet. Acesta este unul dintre acele concepte 22INTRODUCERECAP. 1 revoluionare pe care nu l-a cerut nimeni (cum sunt telecomenzile TV sau telefoanele mobile), dar de ndat ce au fost implementate nimeni nu i-a mai putut nchipui cum au trit fr ele.Multe dispozitive sunt capabile s fie legate n reea. Unele dintre categoriile cele mai simple, n-soite de exemple sunt cele care urmeaz: 1.Calculatoarele (PC-uri staionare, PC-uri portabile, PDA-uri, periferice partajate) 2.Dispozitivele de divertisment (TV, DVD, VCR, camera video, combina muzical) 3.Dispozitivepentrutelecomunicaii(telefonul,telefonulmobil,fax-ul,sistemuldeco-municare interioar) 4.Aparatura casnic (cuptorul cu microunde, frigiderul, ceasul, cuptorul, aparatul de aer condiionat, luminile) 5.Contoarele i alarmele (contoarele pentru utiliti, alarmele de fum sau hoi, termosta-tele, sistemele de supraveghere a copilului) Reelele casnice sunt deja implementate ntr-o oarecare msur. Multe case au deja un dispozitiv pentruconectareamaimultorcalculatoarelaInternetprintr-oconexiunerapid.Divertismentul prin reea nu este chiar la ndemn, dar pentru c din ce n ce mai mult muzic i mai multe filme sunt disponibile pentru descrcare din Internet, va exista o cerere de conectare a combinelor muzi-cale i a televizoarelor n reea. De asemenea, oamenii vor dori s mpart propriile clipuri video cu prietenii i familia, astfel c aceast conexiune va trebui s fie bidirecional. Angrenajul telecomu-nicaiilor este deja conectat la lumea exterioar, dar n curnd aceste vor fi digitale i transmise prin Internet. n medie, o cas are cam o duzin de ceasuri