Conceptes Clau de Xarxes: Hosts, Routers, Protocols i Més

Conceptes bàsics de xarxes

Hosts: Són els elements finals que es comuniquen entre ells. Hi ha dos tipus:

• Clients: Els que originen la petició de servei.
• Servidors: Els que donen resposta a les peticions del servei.

Routers: Serveixen perquè les dades es puguin redirigir d'un router a un altre i arribar al seu destí. Són nodes de commutació de nivell 3 de xarxa, capaços de gestionar la comunicació a nivell de xarxa i, per tant, la comunicació extrem a extrem.

Switch: Node de commutació de nivell 2 d’enllaç. Assegura que la comunicació en l’enllaç físic es realitzi entre els dos extrems de l’enllaç.

Xarxa: Comunica els clients i servidors transportant els missatges per comunicar-se.

Xarxa lògica: Defineix una comunicació més enllà dels enllaços físics. Permet veure la xarxa física com una caixa negra que comunica qualsevol host a la xarxa amb qualsevol altre sense una connexió física directa.

ISP: Un proveïdor de serveis d'Internet (ISP) és una empresa dedicada a connectar Internet als usuaris o les diferents xarxes que tinguin, i donar el manteniment necessari perquè l'accés funcioni correctament. També ofereix serveis relacionats com allotjament web o registre de dominis, entre altres.

Protocol: Són les regles d’intercanvi de missatges entre dues entitats per fer efectiva la comunicació. Defineix el format dels missatges, l’ordre d’intercanvi dels missatges i les accions a prendre en enviar i/o rebre els missatges.

POP: Points of presence (POPs) són els punts de connexió entre ISPs o entre ISP-clients.

Capa: Cada capa dona un servei de comunicació a la capa superior a través de la interfície de servei. La comunicació entre les capes del mateix nivell (peer) defineixen el protocol per implementar la seva funcionalitat a través de la interfície peer-to-peer. Amb l'arquitectura de protocols, es pot actualitzar el disseny i l'estructura de cada capa sense que les altres es vegin afectades.

Encapsulació de paquets: Quan s'envia un paquet, en passar per cada capa, cada una d'aquestes li afegeix capçaleres i opcionalment cua al paquet perquè pugui ser encaminat i rebut correctament.

Multiplexació de paquets: L'host emissor divideix els missatges en paquets incloent les capçaleres corresponents d'un protocol, afegint informació d'identificació (d'origen i destí, o connexió). Cada paquet travessa enllaços de comunicació i routers per arribar a l'host destí. No hi ha reserva de recursos de transmissió i el router emmagatzema els paquets en cues quan no es poden transmetre immediatament.

Client: El client és el programa que efectua la petició d’un servei (al servidor corresponent) i espera la resposta.

Servidor: El servidor és el programa que s’encarrega de subministrar un servei accessible via la xarxa. Rep peticions dels clients a través de la xarxa, realitza el servei i torna la resposta al client que ha fet la petició.

Model client-servidor: Requereix de dos hosts diferents, un que actua com a client i fa una petició d’un servei a un determinat servidor (l’altre host) i que se’l facilita.

Model peer-to-peer: El model peer-to-peer compleix les funcions de client i servidor al mateix host. Això fa que a través d’una aplicació i mitjançant Internet molts hosts puguin enviar i rebre dades paral·lelament. (Per exemple, Emule)

Aplicació distribuïda: Una aplicació amb diferents components que s'executen en entorns separats, normalment en diferents plataformes connectades a través d'una xarxa.

Gestionar peticions servidor: El servidor pot gestionar les peticions de manera seqüencial en la cua amb un únic procés. O el servidor pot crear processos concurrents per cada execució. El programa màster només rep peticions amb un bucle infinit i crea un procés separat esclau per executar cada petició. El procés esclau es mor en acabar l’execució de la petició.

Mètodes per compartir fitxers

Mètodes per compartir fitxers:

Accés on-line: Permet a diversos programes accedir a un únic fitxer de manera concurrent.

• Avantatges: És completament transparent a l’usuari i funciona com un fitxer/directori local encara que sigui remot. No requereix cap modificació de les aplicacions/comandes que s’utilitzen (del software proporcionat), ja que es realitza tot on-line.
• Desavantatges: Es necessita connexió a Internet per poder accedir al fitxer remot i poder modificar-lo i guardar els canvis (o quan la xarxa va lenta s’experimenten diferents situacions).

Còpia de fitxer: Quan un programa vol utilitzar un fitxer, en fa una còpia local a l'host de l’usuari. Fa les modificacions en local i llavors envia una còpia del fitxer modificat al lloc d’origen.

• Avantatges: Es pot treballar off-line sobre els fitxers sense restriccions d'eficiència de la xarxa, ja que l’usuari té una còpia local del fitxer. L’usuari utilitza el seu propi software i no li cal “aprendre” nou software.
• Desavantatges: Els clients i servidors han d’acordar autoritzacions, drets i formats de dades.

FTP: L'acrònim de FTP és protocol de transferència de fitxers (File Transfer Protocol) definit segons el model client/servidor que permet als usuaris transferir fitxers entre ordinadors en una xarxa TCP/IP. És el protocol (aplicació) més utilitzat per a la transferència de fitxers i opera sobre TCP.

Característiques FTP:

• Subministra un servei de còpia de fitxers per a la compartició de fitxers.
• Opera sobre TCP i defineix una connexió de control per gestionar la transferència de diversos fitxers en una única identificació de connexió i una connexió de dades per a la transferència de cada fitxer.
• És un protocol de byte-streaming, és a dir, que la unitat de transmissió és el byte i les comandes del protocol són combinacions de bytes definides al llarg de la transmissió.

Connexions FTP: La connexió de dades s’inicia al servidor sempre definit pel port 20 al servidor i li cal saber el número de port a utilitzar pel client, per això el client l’informa d’aquest port via la connexió de control. Es pot fer servir sempre el mateix end-point (IP, número de port) al servidor per a diferents connexions ja que la connexió la defineix el parell d’end-points origen i destí (amb tal que un dels elements sigui diferent la connexió és diferent).

Transferència segura FTP: SSL-FTP utilitzant la capa de sockets segurs, amb SFTP utilitzant un túnel SSH, SCP utilitzant SSH per a la transferència i control d'accés a fitxers i amb la mateixa sintaxi que la comanda copy de UNIX.

SSL: SSL (Secure Sockets Layer Protocol) és una tecnologia de seguretat que s'utilitza comunament per assegurar el servidor al navegador de transaccions. Això generalment inclou l'obtenció de la informació que passa per un navegador (com una targeta de crèdit del client o nombre de contrasenya) a un servidor web (per exemple, una botiga en línia).

SFTP: SSH File Transfer Protocol, és un protocol de xarxa que proveeix accés, administració i transferència d'arxius sobre un flux de dades fiable (especialment SSH). Aquest protocol assumeix que està sent corregut sobre un canal segur, com SSH, que el servidor ja ha autenticat al client i que la identitat de l'usuari client està disponible al protocol.

SCP: Secure Copy o SCP és un mitjà de transferència segura d'arxius informàtics entre un host local i un altre remot o entre dos hosts remots, usant el protocol Secure Shell (SSH).

Nous processos en Unix: A UNIX es pot crear un nou procés amb fork() o exec().

• fork() crea un nou procés, que és una còpia del procés que va cridar a fork(), i que s’executa per separat.
• exec() fa que la nova aplicació retingui accés a tots els sockets oberts. Els nous processos creats tenen els mateixos drets que el procés que el va crear.