Retele de calculatoare si Internet

La secretariat sunt trei calculatoare si o singura imprimanta. Nimeni nu umbla cu stick-ul de la un birou la altul: fiecare trimite documentul direct la imprimanta. Situatia scolara a unei clase, salvata pe calculatorul serverului, este vazuta in acelasi timp de secretar si de comandantul de companie — amandoi lucreaza pe acelasi fisier, nu pe copii care se bat cap in cap.

Ce face posibil acest lucru: cele trei calculatoare, imprimanta si serverul sunt legate intre ele prin cabluri si printr-un echipament comun.

• Schimb de date — trimiti un fisier fara suport fizic; ajunge in cateva secunde
• Resurse comune — o singura imprimanta serveste 25 de calculatoare din sala de informatica
• Date centralizate — orarul, temele si notele stau pe un server, nu in 25 de copii diferite
• Acces la Internet — o singura conexiune de la furnizor este impartita de toate dispozitivele
• Administrare unitara — conturile elevilor si drepturile de acces se gestioneaza dintr-un singur loc

Doua dispozitive aflate in aceeasi incapere nu formeaza automat o retea. Este nevoie de o legatura efectiva — cablu sau semnal radio — si de reguli comune de comunicare. Un laptop si o imprimanta asezate pe acelasi birou, dar neconectate, raman doua aparate independente.

Calculatoarele din sala de informatica se vad intre ele instantaneu. Colegiul militar comunica cu Cercul Militar si cu Centrul Militar Judetean din acelasi oras printr-o legatura de fibra a unui furnizor local. Iar cererea de inscriere la o facultate militara dintr-un alt judet pleaca pe o infrastructura care traverseaza tara. Aceeasi actiune — trimiterea unui fisier — dar trei arii geografice diferite.

Acopera o arie mica: o incapere, un etaj, o cladire sau un campus. Este administrata de proprietar (colegiul, unitatea, firma). Vitezele uzuale sunt mari: 100 Mbps, 1 Gbps sau 10 Gbps pe cablu.

Exemple: reteaua salii de informatica, reteaua administrativa a colegiului, reteaua unui cabinet medical scolar.

Acopera un oras sau o zona metropolitana si interconecteaza mai multe LAN-uri. Este folosita de universitati cu mai multe sedii, de institutii publice sau de furnizorii de Internet dintr-un oras.

Exemplu: legatura dintre sediile aceleiasi institutii aflate in puncte diferite ale orasului.

Acopera o tara sau mai multe tari si interconecteaza LAN-uri si MAN-uri prin linii inchiriate, fibra optica pe distante mari sau legaturi prin satelit.

Exemplu: reteaua care leaga institutiile de invatamant dintr-o tara intreaga.

Internetul este reteaua mondiala formata din milioane de retele LAN, MAN si WAN interconectate, care comunica dupa acelasi set de reguli: TCP/IP. Nu are un proprietar unic si nu are un centru — de aceea continua sa functioneze chiar daca o portiune cade.

Nu confunda: Internetul este infrastructura, iar Web-ul (WWW) este doar unul dintre serviciile care ruleaza pe ea.

In spatele fiecarui calculator intra un cablu subtire cu mufa transparenta. Toate cele 25 de cabluri urca intr-o cutie metalica din colt, cu multe led-uri care clipesc. Din acea cutie pleaca un singur cablu catre o alta cutie, mai mica, de la care porneste si semnalul Wi-Fi al holului. Fiecare obiect are un nume si un rol precis.

Componenta din fiecare calculator (astazi, de regula, integrata pe placa de baza) care ii permite sa se conecteze la retea. Fiecare placa are o adresa MAC unica, scrisa pe 48 de biti si afisata ca sase grupuri hexazecimale, de exemplu A4:C3:F0:12:3E:5B. Adresa MAC este atribuita de producator si nu se schimba cand muti calculatorul in alta retea.

Echipamentul in care intra cablurile dispozitivelor din aceeasi retea locala. Invata pe ce port se afla fiecare adresa MAC si trimite datele direct catre destinatar, nu catre toata lumea — de aceea o retea cu switch nu se sufoca atunci cand 25 de elevi lucreaza simultan.

Echipamentul care leaga retele diferite si alege traseul pe care pleaca pachetele. Router-ul colegiului leaga reteaua locala (LAN) de reteaua furnizorului si mai departe de Internet (WAN). Multe routere includ si switch, si punct de acces Wi-Fi, si firewall — de aici confuzia frecventa dintre router si switch.

Transforma semnalul din cablu in unde radio, in benzile de 2,4 GHz (raza mai mare, viteza mai mica) si 5 GHz (raza mai mica, viteza mai mare). Accesul se protejeaza prin criptare WPA2 sau WPA3.

• Cablu UTP (categoriile Cat 5e, Cat 6), cu mufa RJ-45 — solutia obisnuita in LAN; un segment de cupru are lungimea maxima de 100 de metri
• Fibra optica — transmite lumina; distante de kilometri, viteze foarte mari, imuna la perturbatii electrice
• Unde radio — Wi-Fi in cladire, legaturi radio sau satelit pe distante mari

Un calculator dedicat care ofera servicii celorlalte dispozitive din retea, numite clienti: pastreaza fisiere comune, gazduieste o pagina web, gestioneaza conturile si drepturile de acces. Ruleaza continuu si este dimensionat pentru functionare neintrerupta.

O cantitate mare de materiale nu pleaca intr-un singur vehicul urias: se imparte in mai multe autovehicule. Fiecare pleaca numerotat, cu foaie de parcurs si adresa de destinatie, si poate merge pe drumuri diferite in functie de trafic. La destinatie, incarcatura se recompune in ordine, iar daca un vehicul nu ajunge, se cere retransmiterea lui.

Exact asa circula datele intr-o retea.

• IP (Internet Protocol) — raspunde de adresare si rutare: pune pe fiecare pachet adresa expeditorului si a destinatarului si il indruma din router in router
• TCP (Transmission Control Protocol) — raspunde de corectitudine: numeroteaza pachetele, le pune in ordine la sosire, confirma primirea si cere retransmiterea celor pierdute
• UDP (User Datagram Protocol) — varianta rapida, fara confirmari; se foloseste acolo unde intarzierea deranjeaza mai mult decat un pachet pierdut: apeluri video, streaming, jocuri

• IPv4 — 32 de biti, scrisa ca patru numere intre 0 si 255 separate prin puncte: 192.168.1.20. Permite circa 4,3 miliarde de adrese — insuficiente astazi
• IPv6 — 128 de biti, scrisa hexazecimal: 2001:0db8:85a3::8a2e:0370:7334. Rezolva criza de adrese
• Adrese private — valabile doar in interiorul unei retele locale: 192.168.x.x, 10.x.x.x si 172.16.x.x pana la 172.31.x.x
• Adresa publica — unica pe Internet; router-ul colegiului are una singura, iar toate calculatoarele din sala ies in Internet prin ea

IP fata de MAC: adresa MAC este identitatea fixa a placii de retea, ca numarul matricol; adresa IP este pozitia dispozitivului in retea si se schimba cand il muti in alta retea.

Oamenii tin minte nume, calculatoarele lucreaza cu numere. Serviciul DNS (Domain Name System) traduce un nume de domeniu, de exemplu www.edu.ro, in adresa IP a serverului care gazduieste site-ul. Fara DNS ar trebui sa memorezi adrese numerice pentru fiecare pagina.

• ipconfig — afiseaza adresa IPv4, masca de retea si gateway-ul implicit (adresa router-ului)
• ipconfig /all — afiseaza in plus adresa fizica, adica adresa MAC a placii de retea
• ping 8.8.8.8 — trimite pachete de test si masoara timpul de raspuns; verifica daca exista conexiune
• tracert www.edu.ro — listeaza router-ele prin care trec pachetele pana la destinatie
• nslookup www.edu.ro — arata ce adresa IP raspunde DNS-ul pentru acel nume

Cauti pe site-ul Ministerului Apararii Nationale conditiile de admitere la o academie militara (serviciu web). Trimiti profesorului fisa completata (serviciu e-mail). Descarci de pe serverul colegiului culegerea in format PDF (transfer de fisiere). Seara participi la o sedinta de pregatire online (videoconferinta). Toate merg pe aceeasi conexiune, dar sunt servicii distincte, cu protocoale proprii.

Paginile sunt scrise in HTML si transmise prin protocolul HTTP (portul 80) sau, criptat, prin HTTPS (portul 443). Adresa unei pagini se numeste URL. Cand adresa din bara browserului incepe cu https://, legatura este criptata: continutul schimbat cu serverul nu poate fi citit de altcineva pe traseu.

• SMTP (porturile 25 si 587) — trimite mesajul catre serverul destinatarului
• IMAP (portul 993 cu criptare) — citeste mesajele care raman pe server; utile cand folosesti si telefonul, si calculatorul
• POP3 (portul 995 cu criptare) — descarca mesajele pe un singur dispozitiv

FTP (portul 21) transfera fisiere intre calculatoare, dar transmite datele necriptat. Variantele sigure, folosite astazi, sunt SFTP si SCP, care merg prin conexiunea criptata SSH (portul 22).

• DNS (portul 53) — traduce numele de domeniu in adrese IP; fara el, celelalte servicii ar fi greu de folosit
• Mesagerie si videoconferinta — comunicare in timp real, audio si video, de regula peste UDP
• Streaming — transmiterea continua de audio si video, fara descarcarea completa a fisierului
• Cloud — stocarea fisierelor pe serverele unui furnizor, accesibile de pe orice dispozitiv autentificat
• Motoare de cautare — indexeaza paginile web si le ordoneaza dupa relevanta pentru cuvintele cautate

Intr-o unitate militara nimeni nu intra fara legitimatie, postul de control verifica fiecare persoana, iar ce se discuta inauntru nu se povesteste afara. Reteaua are exact aceleasi trei nivele: identificarea (contul si parola), filtrul de la intrare (firewall-ul) si discretia asupra continutului (criptarea si OPSEC).

• Virusi si alte programe daunatoare (malware) — ajung prin fisiere infectate, atasamente sau site-uri compromise; pot distruge sau fura date
• Phishing — mesaje false care imita o sursa de incredere (institutia, banca, o platforma) ca sa obtina parole sau date personale
• Ransomware — cripteaza fisierele victimei si cere rascumparare pentru a le debloca
• Acces neautorizat — cineva intra in cont sau in retea folosind parole slabe ori conexiuni nesecurizate
• Interceptarea traficului — pe o retea Wi-Fi publica, deschisa, datele trimise necriptat pot fi citite de altcineva

• Firewall — filtreaza traficul de retea si blocheaza conexiunile neautorizate; Windows are unul activ implicit
• Antivirus actualizat — detecteaza si opreste programele daunatoare
• Actualizari — sistemul de operare si aplicatiile se actualizeaza pentru ca reparatiile inchid vulnerabilitati cunoscute
• Parole puternice si unice — cel putin 15 caractere (minim 8 doar cu verificare in doi pasi), litere mari si mici, cifre si simboluri, cate una diferita pentru fiecare cont
• Autentificare in doi pasi (2FA) — un al doilea factor, pe langa parola: cod din aplicatie sau SMS; parola furata singura nu mai ajunge
• HTTPS — inainte de a introduce date, verifica daca adresa incepe cu https:// si daca domeniul este scris exact corect
• Copie de siguranta (backup) — singura protectie reala impotriva ransomware-ului si a defectiunilor de disc

OPSEC (Operational Security) inseamna protejarea informatiilor care, adunate laolalta, ar putea dezvalui activitatea unei unitati. In spatiul digital, principiul se traduce simplu: nu publica fotografii din incinta, program de activitati, locatii sau documente de serviciu. Nici informatii banale luate separat — ele devin utile cuiva abia cand sunt puse cap la cap.

La fel de important: nu te conecta la conturile institutionale de pe retele Wi-Fi publice, deschise, si nu lasa sesiunea pornita pe un calculator folosit in comun.

1. Calculatorul are adresa IP privata 192.168.1.20, primita de la router. Placa de retea imparte fisierul in pachete TCP/IP.
2. Pachetele pleaca prin cablul UTP catre switch-ul salii — pana aici totul se petrece in LAN.
3. Switch-ul le trimite catre router, care le scoate din reteaua locala spre reteaua furnizorului, adica spre WAN si mai departe in Internet.
4. DNS traduce numele serverului de e-mail al destinatarului in adresa IP publica a acestuia.
5. Protocolul SMTP, criptat, duce mesajul la serverul destinatarului; TCP verifica sosirea fiecarui pachet si le cere pe cele pierdute.
6. Profesorul isi deschide mesajul prin IMAP, de pe telefon sau de pe calculator, si vede tema.

• O incapere sau o cladire → LAN (switch, cablu UTP, Wi-Fi)
• Un oras → MAN (mai multe LAN-uri interconectate)
• O tara sau mai multe → WAN (fibra pe distante mari, linii inchiriate, satelit)
• Lumea intreaga → Internet (toate retelele, unite de TCP/IP)

• Placa de retea — conecteaza dispozitivul; are adresa MAC fixa
• Switch — leaga dispozitivele din aceeasi retea locala
• Router — leaga retele diferite si alege traseul pachetelor
• Punct de acces — aduce reteaua pe unde radio (Wi-Fi)
• Server — ofera servicii clientilor: fisiere, pagini web, conturi