Usuari:Gomà/Laboratori3

Comunicacions Informàtiques i de Dades és un llibre (traducció de l'anglès “Computer and Data Communications”) de William Stallings. El llibre recull, el ventall de conceptes i tecnologies actualment existents en xarxes de comunicacions, des de les capes físiques de baix nivell fins a les d'aplicació de més alt nivell.

Des de 1985, any de la seva primera edició, aquest llibre ha estat un “best-seller” tècnic. El llibre ha sofert, 9 revisions per part del seu autor, l'última l'any 2010. L'any 2000 s'havien venut més de 150.000 exemplars del llibre.

La 8a edició del llibre ha estat traduïda al català dins del marc del projecte UBERTAS de la Fundació Torrens-Ibern i es pot descarregar de franc en format digital al web de la Fundació.

La 5a edició també es va traduir al castellà sota el nom “Comunicaciones y Redes de Ordenadores”.

Aquest llibre ha guanyat dues vegades el premi “Textbook Excellence Award in a Computer Science” per la Text and Academic Authors Association, Inc. dels EUA. L'any 1974 per la 5a edició i l'any 2007 per la seva 8a edició.

El llibre té l'estructura de manual on es desglossa aquest camp en parts.

El manual emfatitza els temes i els principis bàsics d'importància fonamental en relació amb la tecnologia i l'arquitectura d'aquest camp i proporciona un tractament detallat dels temes de més actualitat.

Tres aspectes bàsics i principals serveixen per unificar aquest tractament:

1. Els Principis: Tot i que l'àmbit que es tracta en aquest estudi és extens, hi ha diversos principis bàsics que apareixen de forma constant com a temes i que unifiquen aquest camp. En són exemples la multiplexació, el control de fluxos i el control d'errors. El llibre remarca aquests principis i contrasta la seva aplicació en àrees específiques de tecnologia.
2. Els Enfocaments de disseny: El llibre examina enfocaments alternatius per cobrir necessitats de comunicació específiques.
3. Els Estàndards: Fa un tractament a fons dels estàndards relacionats per facilitar la comprensió de l'estat actual i de les orientacions futures de la tecnologia.

Parts de la obra

Els capítols i les parts del manual són modulars. En el capítol 0 es poden trobar diversos suggeriments detallats sobre estratègies de cursos d'enfocament ascendent i d'enfocament descendent. També conté un glossari amb una llista dels acrònims més freqüents i la bibliografia. En cada capítol s'inclouen problemes per resoldre i suggeriments de lectures per ampliar el coneixements.

El llibre en la seva 8a edició està dividit en 6 parts :

La primera part dóna una visió general amb una introducció al conjunt de conceptes que formen el llibre. A més a més, s'inclou una discussió sobre els protocols, la pila OSI i el conjunt de protocols TCP/IP.

La segona part tracta les comunicacions de dades. Presenta principalment la comunicació de dades entre dos equips connectats. Dins d'aquest àmbit restringit, es treballen els aspectes clau de la transmissió, les interfícies, el control d'enllaç i la multiplexatge. El tractament de les tècniques de codificació de canal per espectre eixamplat es desenvolupen en un capítol apart.

La tercera part estudia les xarxes d'àrea estesa. Detalla els mecanismes interns i les interfícies de l'usuari amb la xarxa que s'han desenvolupat per a donar serveis de comunicació de veu, dades i multimèdia a través de xarxes i llargues distàncies. S'examinen els mecanismes de connexió orientats a paquet i orientats a circuit així com l'ATM (que ocupa un capítol). Ja en la capa de transport s'estudien els mecanismes d'encaminament i els aspectes de control de congestió en les xarxes. Finalment es tracten les xarxes sense fils de topologia cel·lular que han donat lloc als sistemes de radio trunking i tota la telefonia mòbil terrestre.

La quarta part està dedicada a les xarxes d'àrea local (LAN). En aquesta part s'exploren les tecnologies i arquitectures que s'han desenvolupat en la construcció de xarxes per curtes distàncies. Els mitjans de transmissió, les topologies i el protocols de control d'accés al medi que són els elements clau en el disseny de les xarxes d'àrea local s'estudien en detall juntament amb els estàndards existents. Seguint les tendències actuals de fer servir les LAN per a connectar tots els sistemes a tots els nivells es tracten les LAN d'alta velocitat. Finalment, en un capítol dedicat, s'estudien les tecnologies i estàndards per les xarxes LAN sense fil (Wi-Fi).

La cinquena part estudia els protocols de xarxa. En aquesta part s'exploren els principis d'arquitectura i els mecanismes necessaris per la interconnexió entre xarxes heterogènies totes elles basades en IP. Es repassa el nou estàndard IPv6 i les xarxes privades virtuals. Els dos darrers capítols es dediquen a detallar tots els protocols bàsics de transport per les xarxes IP com són el TCP i l'UDP.

La sisena part està dedicada a les aplicacions estàndards que s'implementen sobre les xarxes. Primerament es tracten els aspectes de seguretat en l'accés i confidencialitat amb xifratge extrem a extrem, claus públiques i privades, sòcols segurs i implementacions per Wi-Fi i IPv6. Posteriorment s'estudien les aplicacions de orreu electrònic, gestió de xarxa, serveis de directoris, web-HTTP. La multimèdia a través de la xarxa mereix l'últim capítol on s'inclou l'estudi de mecanismes de codificació i la discussió sobre la qualitat de servei QoS - Quality of Service necessària.

Índex de Matèries

PART I

Capítol 1 - Comunicacions de dades, xarxes de dades i Internet
1.1 Comunicacions de dades i xarxes de dades per a l'empresa actual
1.2 Model de comunicació
1.3 Comunicacions de dades
1.4 Xarxes
1.5 Internet
1.6 Exemple de configuració

Capítol 2 - Arquitectura de protocol, TCP/IP i aplicacions basades en Internet
2.1 Necessitat de tenir una arquitectura de protocols
2.2 Arquitectura de protocols TCP/IP
2.3 Model OSI
2.4 Estandardització en una arquitectura de protocols
2.5 Aplicacions tradicionals basades en Internet
2.6 Multimèdia
2.7 Lectures recomanades i llocs web
2.8 Termes clau, preguntes de repàs i problemes
Apèndix 2A - TFTP29 (Trivial File Transfer Protocol)

PART II

COMUNICACIONS DE DADES

Capítol 3 - Transmissió de dades
3.1 Conceptes i terminologia
3.2 Transmissió de dades analògiques i digitals
3.3 Deficiències de la transmissió
3.4 Capacitat del canal
3.5 Lectures recomanades i llocs web
3.6 Termes clau, preguntes de repàs i problemes
Apèndix 3A - Decibels i potència del senyal

Capítol 4 - Mitjans de transmissió
4.1 Mitjans de transmissió guiats
4.2 Transmissió sense fil
4.3 Propagació sense fil
4.4 Transmissió en línia recta
4.5 Lectures recomanades i llocs web
4.6 Termes clau, preguntes de repàs i problemes

Capítol 5 - Tècniques de codificació del senyal
5.1 Dades digitals, senyals digitals
5.2 Dades digitals, senyals analògics
5.3 Dades analògiques, senyals digitals
5.4 Dades analògiques, senyals analògics
5.5 Lectures recomanades
5.6 Termes clau, preguntes de repàs i problemes

Capítol 6 - Tècniques de comunicació de dades digitals
6.1 Transmissió asíncrona i síncrona
6.2 Tipus d'errors
6.3 Detecció d'errors
6.4 Correcció d'errors
6.5 Configuracions de línia
6.6 Lectures recomanades
6.7 Termes clau, preguntes de repàs i problemes

Capítol 7 - Protocols de control de l'enllaç de dades
7.1 Control de fluxos
7.2 Control d'errors
7.3 HDLC30 (High-Level Data Link Control)
7.4 Lectures recomanades
7.5 Termes clau, preguntes de repàs i problemes

Apèndix 7A - Problemes de rendiment

Capítol 8 - Multiplexatge
8.1 Multiplexatge de divisió de freqüències
8.2 Multiplexatge de divisió de temps síncron
8.3 Multiplexatge de divisió de temps estadístic
8.4 Línia d'abonat digital asimètrica
8.5 xDSL31
8.6 Lectures recomanades i llocs web
8.7 Termes clau, preguntes de repàs i problemes

Capítol 9 - L'espectre eixamplat
9.1 Concepte d'espectre eixamplat
9.2 Espectre eixamplat de salts de freqüència
9.3 Espectre eixamplat de seqüència directa
9.4 Accés múltiple de divisió de codi
9.5 Lectures recomanades i llocs web
9.6 Termes clau, preguntes de repàs i problemes

PART III
XARXES D'ÀREA ESTESA

Capítol 10 - Commutació de circuits i commutació de paquets
10.1 Xarxes de comunicacions commutades
10.2 Xarxes de commutació de circuits
10.3 Conceptes de commutació de circuits
10.4 Arquitectura de commutació de programari
10.5 Principis de la commutació de paquets
10.6 X.2532
10.7 Retransmissió de trama
10.8 Lectures recomanades i llocs web
10.9 Termes clau, preguntes de repàs i problemes

Capítol 11 - Mode de transferència asíncrona
11.1 Arquitectura de protocols
11.2 Connexions lògiques de l'ATM
11.3 Cel·les d'ATM
11.4 Transmissió de cel·les d'ATM
11.5 Categories de servei de l'ATM
11.6 Lectures recomanades i llocs web
11.7 Termes clau, preguntes de repàs i problemes

Capítol 12 Encaminament en xarxes commutades
12.1 Encaminament en xarxes de commutació de paquets
12.2 Exemples: encaminament en Arpanet33
12.3 Algorismes de menys cost
12.4 Lectures recomanades
12.5 Termes clau, preguntes de repàs i problemes

Capítol 13 - Control de la congestió a les xarxes de dades
13.1 Efectes de la congestió
13.2 Control de la congestió
13.3 Gestió del trànsit
13.4 Control de la congestió a les xarxes de commutació de paquets
13.5 Control de la congestió de retransmissió de trama
13.6 Gestió del trànsit d'ATM
13.7 Gestió del trànsit d'ATM-GFR
13.8 Lectures recomanades
13.9 Termes clau, preguntes de repàs i problemes

Capítol 14 Xarxes sense fil cel·lulars
14.1 Principis de les xarxes cel·lulars
14.2 Anàlogues de primera generació
14.3 CDMA34 de segona generació
14.4 Sistemes de tercera generació
14.5 Lectures recomanades i llocs web
14.6 Termes clau, preguntes de repàs i problemes

PART IV
XARXES D'ÀREA LOCAL
Capítol 15 Descripció general de les xarxes d'àrea local
15.1 Rerefons
15.2 Topologies i mitjans de transmissió
15.3 Arquitectura del protocol LAN
15.4 Ponts
15.5 Commutadors de capa 2 i de capa 3
15.6 Lectures recomanades i llocs web
15.7 Termes clau, preguntes de repàs i problemes

Capítol 16 Xarxes LAN d'alta velocitat 16.1 El creixement de les LAN d'alta velocitat 16.2 Ethernet35 16.3 Fibre Channel36 16.4 Lectures recomanades i llocs web 16.5 Termes clau, preguntes de repàs i problemes Apèndix 16A Codificació de senyals digitals per a LAN Apèndix 16B Problemes de rendiment Apèndix 16C Aleatorització

Capítol 17 Xarxes LAN sense fil 17.1 Visió General 17.2 Tecnologia de xarxes LAN sense fil 17.3 Arquitectura i serveis de l'IEEE 802.1137 17.4 Control d'accés a mitjans de l'IEEE 802.11 17.5 Capa física de l'IEEE 802.11 17.6 Consideracions sobre seguretat de l'IEEE 802.11 17.7 Lectures recomanades i llocs web 17.8 Termes clau, preguntes de repàs i problemes

PART V PROTOCOLS DE TRANSPORT I DE XARXA INTERCONNECTADA Capítol 18 Protocols de xarxa interconnectada 18.1 Funcions bàsiques d'un protocol 18.2 Principis de la interconnexió de xarxes 18.3 Funcionament de l'Internet Protocol 18.4 Internet Protocol 18.5 IPv6 18.6 Xarxes privades virtuals i seguretat de l'IP 18.7 Lectures recomanades i llocs web 18.8 Termes clau, preguntes de repàs i problemes

Capítol 19 Operació entre xarxes 19.1 Multidifusió 19.2 Protocols d'encaminament 19.3 Arquitectura de serveis integrats 19.4 Serveis diferenciats 19.5 Acords de nivell de servei 19.6 Mètriques de rendiment d'IP 19.7 Lectures recomanades i llocs web 19.8 Termes clau, preguntes de repàs i problemes

Capítol 20 Protocols de transport 20.1 Mecanismes dels protocols de transport orientats a la connexió 20.2 TCP 20.3 Control de la congestió a TCP 20.4 UDP 20.5 Lectures recomanades i llocs web 20.6 Termes clau, preguntes de repàs i problemes

PART VI APLICACIONS D'INTERNET Capítol 21 Seguretat de xarxa 21.1 Requisits i atacs de seguretat 21.2 Confidencialitat amb xifratge simètric 21.3 Autenticació dels missatges i funcions resum (hash38) 21.4 Xifratge de claus públiques i signatures digitals 21.5 Capa de sòcols segurs i seguretat de capa de transport 21.6 Seguretat d'IPv439 i IPv6 21.7 Accés WI-FI protegit 21.8 Lectures recomanades i llocs web 21.9 Termes clau, preguntes de repàs i problemes

Capítol 22 Aplicacions d'Internet: correu electrònic i gestió de xarxes 22.1 Correu electrònic: SMTP40 i MIME41 22.2 Gestió de xarxes: SNMP 22.3 Lectures recomanades i llocs web 22.4 Termes clau, preguntes de repàs i problemes

Capítol 23 Aplicacions d'Internet: servei de directoris d'Internet i World Wide Web42 23.1 Servei de directoris d'Internet: DNS 23.2 Accés web: HTTP 23.3 Lectures recomanades i llocs web 23.4 Termes clau, preguntes de repàs i problemes

Capítol 24 Aplicacions d'Internet: multimèdia 24.1 Compressió d'àudio i de vídeo 24.2 Trànsit en temps real 24.3 Veu per IP (VoIP43) i suport multimèdia (SIP) 24.4 Protocol RTP 24.5 Lectures recomanades i llocs web 24.6 Termes clau, preguntes de repàs i problemes

Apèndix A Anàlisi de Fourier A.1 Representació de sèries de Fourier de senyals periòdics A.2 Representació de la transformada de Fourier44 de senyals aperiòdiques

Densitat i amplada de banda espectral de la potència

Aspectes específics de la 8a edició

En aquesta edició es poden destacar els aspectes següents:

• Cobertura actualitzada de Gigabit Ethernet i d'Ethernet a 10 Gbps. Proporciona nous detalls d'aquests estàndards.
• Cobertura actualitzada de les LAN sense fil Wi-Fi/IEEE 802.11: IEEE 802.11 i les

especificacions Wi-Fi relacionades que han seguit evolucionant.

• Li dóna una nova cobertura de les mètriques de rendiment d'IP i dels acords de nivell de servei (SLA). Aspectes de la qualitat del servei (QoS - Quality of Service) i de la supervisió.
• Es tracta el protocol de resolució d'adreces (ARP).
• Dóna una nova cobertura per als algorismes TCP Tahoe, Reno, i NewReno, algorismes

de control de la congestió que ara són habituals a la majoria d'implementacions comercials.

• Dóna una cobertura ampliada de la seguretat: el capítol 21 és més detallat; altres capítols

proporcionen una visió general de la seguretat en relació amb el tema específic que tracten. Entre els temes nous hi ha el WPA (accés protegit per Wi-Fi) i l'algorisme hash segur SHA-512