|
Retele
de calculatoare
Reteaua de calculatoare (engl.: computer network) leaga intre ele o multime
mai mica sau mai mare de calculatoare, astfel incat un calculator poate accesa
datele, programele si facilitatile unui alt calculator din aceeasi retea. De
obicei e nevoie desigur si de masuri de restrictie/siguranta a accesului.
Metodele de conectare sunt in continua dezvoltare si deja foarte diverse,
incepand cu tot felul de cabluri metalice si de fibra optica, cabluri submarine
si terminand cu legaturi prin unde radio cum ar fi WLAN, WiMAX sau Bluetooth,
prin raze infrarosii ca de ex. IrDA sau chiar prin intermediul satelitilor.
Retele locale (Local Area Network)
Este o retea care acopera o zona geografica mica, cum ar fi la domiciliu,
oficiu, sau o cladire. Reţelele LAN curente , sunt bazate pe tehnologia
Ethernet. De exemplu, un birou va avea o conexiune prin fir sau de tip wireless
LAN pentru utilizatori pentru a interconecta dispozitive locale (ex: imprimante,
servere) si de a accesa internetul. Toate calculatoarele din birou sunt
conectate prin fir de retea care eventual se conecteaza la reteaua internet.
Calculatoarele angajatilor pot accesa imprimanta color, iregistrarile despre
iesire, reteaua academica si internet. Toti utilizatorii pot accesa internetul,
fiecare grup de retea poate accesa imprimanta locala.
Clasificare dupa topologie
Exemple de topologii ale retelelor de calculatoare Topologia (structura) unei
retele rezulta din modul de conectare a elementelor retelei intre ele. Ea
determina si traseul concret pe care circula informatia in retea "de la A la B".
Principalele tipuri de topologii pentru retelele LAN sunt:
-topologia Bus (inseamna magistrala) - are o
fiabilitate sporita si o viteza mare de transmisie;
-topologia Ring (inel) - permite ca toate statiile
conectate sa aiba drepturi si functiuni egale;
-topologia Star (stea) - ofera o viteza mare de
comunicatie, fiind destinata aplicatiilor in timp real.
Retelele mai mari prezinta o topologie formata dintr-o combinatie a acestor trei
tipuri.
Clasificare dupa modul de conectare
Retelele de calculatoare pot fi clasificate si dupa tehnlogia care este folosita
pentru a conecta dispozitive individuale din retea, cum ar fi fibra optica,
Ethernet, Wireless LAN (din engleza si inseamna "fara fir"), HomePNA sau Power
line.
Metodele de conectare sunt in continua dezvoltare si deja foarte diverse,
incepand cu tot felul de cabluri metalice si de fibra optica, cabluri submarine,
si terminand cu legaturi prin radio cum ar fi Wi-Fi sau Bluetooth, prin raze
infrarosii (IrDA) sau chiar prin intermediul satelitilor.
Foarte raspandita este metoda Ethernet, termen care se refera la natura fizica a
cablului folosit si la tensiunile electrice ale semnalului. Cel mai raspandit
protocol de comunicare in retelele Ethernet se numeste CSMA/CD ("Carrier Sense
Multiple Access / Collision Detection"). Daca sunt utilizate undele radio,
atunci reteaua se numeste retea fara fir (engleza: wireless).
"HomePNA" este un sistem de conectare intre ele a calculatoarelor si aparatelor
"inteligente" dintr-o locuinta, bazat pe fire normale de telefon sau cablu
normal de televiziune.
In fine, sistemul "Power line communication" (PLC) se bazeaza pe reteaua de
curent electric, atat cea de inalta cat si cea de joasa tensiune, care practic
ajung la orice loc din lume.
Clasificare dupa relatiile functionale (arhitectura de retea)
Retelele de calculatoare mai pot fi clasificate in functie de relatiile
functionale care exista dintre elementele unei retele, ca de exemplu: Active
Networking Architecture, Client-Server Architecture si Peer-to-peer (workgroup)
Architecture.
Clasificare dupa extindere
Retelele de calculatoare se impart dupa extinderea lor in urmatoarele tipuri:
LAN, MAN, WAN si, ceva mai nou, PAN. Retelele relativ mici, de exemplu cu cel
mult cateva sute de calculatoare in aceeasi cladire legate intre ele direct, se
numesc Local Area Network (LAN). O retea de tip LAN dar fara fir (prin unde
radio) se numeste WLAN (Wireless LAN). Retele de mare intindere geografica, de
exemplu intre 2 orase, pe o tara, un continent sau chiar pe intreaga lume, se
numesc Wide Area Network (WAN). Retelele de tip WAN au fost initial foarte
costisitoare. Numai companiile mari isi puteau permite un WAN particular. La ora
actuala insa, cele mai multe conexiuni de tip WAN folosesc ca mijloc de
comunicatie Internetul - acesta este universal si public, deci nu foarte
controlabil de catre un utilizator, in schimb insa foarte convenabil ca pret. In
sfarsit, PAN inseamna Personal Area Network - o retea de foarte mica intindere,
de cel mult cativa metri, constand din aparatele interconectabile din apropierea
unei persoane, cum ar fi o imprimanta sau un scanner, sau chiar aparatele pe
care o persoana le poarta cu sine, ca de exemplu un telefon mobil sau un
smartphone, un player MP3 sau un aparat de navigatie GPS portabil.
Retele personale (Personal Area Network)
Un Personal Area Network (PAN) este o retea de calculatoare folosita pentru
comunicarea intre cateva mici calculatoare sau si aparate multifunctionale
inteligente (smart), apropiate unele de altele. Exemple de dispozitive care sunt
folosite in reteaua de tip PAN sunt imprimantele, aparatele de fax, telefoanele
mobile, Personal Digital Assistant (PDA-uri), scanere, aparate de pozitionare si
navigatie GPS, playere "inteligente" si altele. Raza de actiune a retelelor PAN
este aproximativ de la 6-9 metri. Retelele PAN pot fi conectate cu magistrale
USB si FireWire. Cu ajutorul unor tehnologii ca IrDA (unde infrarosii) si
Bluetooth (unde radio) se pot crea si retele de tip Wireless PAN (retele PAN
fara fir).
Retele locale (Local Area Network)
Un LAN este o retea care acopera o zona geografica restransa, cum ar fi la
domiciliu, birou, sau o cladire. Retelele LAN curente sunt bazate pe tehnologia
Ethernet. De exemplu, o biblioteca va avea o conexiune prin fir sau de tip
Wireless LAN pentru a interconecta dispozitive locale (ex.: imprimante, servere)
si pentru a accesa Internetul. Toate calculatoarele din biblioteca sunt
conectate prin fir de retea de categoria 5, numit UTP CAT5 cable, ruleaza
protocolul IEEE 802.3 printr-un sistem de dispozitive interconectate care
eventual se conecteaza si la Internet. Cablurile care duc spre server sunt de
tipul numit UTP CAT5e enhanced cable; ele suporta protocolul IEEE 802.3 la o
viteza de 1 Gbit/s. In exemplul din dreapta reteaua a fost construita in asa fel
incat calculatoarele angajatilor bibliotecii din partea drepta pot accesa
imprimanta color, inregistrarile despre cartile imprumutate, reteaua academica
si Internetul. Toti utilizatorii pot accesa Internetul, si catalogul
bibliotecii. Fiecare grup din retea poate accesa imprimanta sa locala. In rest,
imprimantele nu sunt accesibile din afara grupului respectiv. Toate
dispozitivele interconectate trebuie sa foloseasca nivelul 3 network layer din
modelul de referinta OSI, fiindca in acest exemplu este vorba de mai multe
subretele (cu culori diferite). Subretelele din interiorul bibliotecii au viteza
de numai 10/100 Mbit/s, conexiune Ethernet pina la utilizatorul final, si
Gigabit Ethernet catre ruter-ul principal, care poate fi numit si "layer 3
switch", fiindca el are numai interfata Ethernet si trebuie sa "inteleaga" IP.
Mai corect ruterele se numesc: "ruter de acces" (ruterul de sus este un ruter de
distribuire care conecteaza la Internet), si "ruter al retelei academice" -
accesat de utilizator.
In prezent tehnologia Ethernet sau si alte tehnologii LAN conforme standardului
IEEE 802.3 opereaza la viteze de peste 10 Mbit/s. Aceasta este rata de transfer
teoretica maxima. IEEE are insa proiecte de dezvoltare a standardelor de 40 si
chiar 100 Gbit/s.
Retea academica (Campus Area Network)
Un Campus Area Network (CAN) este o retea de LAN-uri interconectate,
asemanatoare cu cea de tip MAN, dar ea se extinde pe o zona geografica limitata,
de exemplu a unei universitati.
In cazul unei universitati o retea CAN poate face legatura intre diferite
cladiri ale campusului: departamentele academice, biblioteca universitara,
caminul studentesc. CAN este ca extindere in general mai mare decat retelele
locale LAN dar mai mic decat WAN. Retelele CAN au fost create cu scopul de a
facilita studentilor accesul liber la reteaua Internet si la resursele
universitatii.
Retea metropolitana (Metropolitan Area Network)
Retelele metropolitane (MAN) sunt retele de mare
extindere care de obicei impinzesc orase intregi. Aceste retele folosesc pentru
legaturi cel mai des tehnologii fara fir (wireless) sau fibra optica.
Definitia IEEE Standardul IEEE 802-2001 descrie MAN ca fiind o retea
metropolitana care este optimizata pentru o intindere geografica mai mare decit
retelele locale LAN, incepand de la cartiere rezidentiale, zone economice si
pana la orase intregi. Retelele metropolitane MAN la randul lor depind de
canalele de comunicatii, si ofera un transfer moderat pana la transfer inalt de
date. Reteaua MAN in cele mai frecvente cazuri este proprietatea unui singur
operator (companie), dar reteaua este folosita de catre mai multe persoane si
organizatii. Retelele MAN mai pot fi detinute si conduse ca utilitati publice.
Implementarea retelelor metropolitane MAN Unele
tehnologii folosite pentru aceste scopuri sunt ATM, FDDI si SMDS. Dar aceste
tehnologii vechi sunt in procesul de substiturire de catre retele Ethernet
bazate pe MAN, ex: Metro-Ethernet. Retelele MAN, la fel ca multe retele LAN, au
fost construite fara fir datorita folosirii microundelor, undelor radio, sau a
undelor laser infrarosii. Multe companii dau cu chirie sau inchiriaza circuitele
de la transportatori publici (din cauza costului ridicat al tragerii unui cablu
prin oras). Standardul actual de comunicare al retelelor metropolitane este
"Distribuite Queue Dual Bus", DQDB. Acesta este specificat in standardul IEEE
802.6. Folosind DQDB, retelele pot avea o intindere de peste 50 km si pot opera
la viteze de la 34 pina la 155 Mbit/s. Printre primii care au creat retele MAN
au fost companiile Internet peering points, MAE-West, MAE-East si Sohonet media
network.
Retea de arie larga (Wide Area Network)
WAN desemneaza tipul de retele de transport de date care acopera zone geografice
mari si foarte mari (de ex. de la un oras la altul, de la o tara la alta, de la
un continent la altul), si folosesc de multe ori facilitatile de transmisiuni de
date de la transportori publici (ca de ex. companiile de telefonie).
Tehnologiile WAN functioneaza in general la nivelele inferioare ale modelului de
referinta OSI: physical layer, data link layer si network layer.
Retea globala (Global Area Network)
Specificatiile retelei globale (GAN) au fost in curs de dezvoltare de catre
multe grupuri de specialisti. In general, reteaua globala GAN defineste un model
de asigurare a comunicatiilor mobile intre un numar arbitrar de retele WLAN,
zone de acoperire prin satelit, etc. In proiectul IEEE 802.20, IEEE a stabilit
standardele pentru reteaua terestra GAN, valabile cu incepere din iunie 2008.
Legatura externa: situl web pentru IEEE 802.20
Internetworking
Tehnicile de internetworkig (in sens de inter-networking, si nu
internet-working) conecteaza intre ele doua sau mai multe retele sau segmente de
retea, folosind dispozitive ce opereaza la nivelul 3 al sistemului de referinta
OSI, cum ar fi un ruter. Orice interconexiune intre retele publice, private,
comerciale, industriale sau guvernamentale poate fi numita "internetworking".
In practica actuala, retelele interconectate folosesc nivelul Internet Protocol
(IP). Exista trei tipuri de retele internetwork, in functie de cine le
administreaza si cine are acces la ele:intranet / extranet /
internet
Retelele de tip intranet si extranet pot avea sau nu si acces la Internet.
Daca ele sunt conectate la Internet, atunci ele trebuie sa fie protejate
impotriva accesului neautorizat din Internet. Internetul nu este considerat
parte constituenta a unui intranet sau extranet. Totusi el poate servi drept
cale de acces la unele portiuni ale extranet-urilor.
Echipamente pentru realizarea retelelor de calculatoare
Placa de interfata cu reteaua (Network Interface Card, NIC)
O placa de retea, adapter de retea sau placa de interfata cu reteaua este o
piesa / un circuit electronic care permite calculatoarelor sa se lege la o retea
de calculatoare. Ea asigura accesul fizic la resursele retelei, care la randul
lui permite utilizatorilor sa creeze conexiuni/sesiuni/legaturi cu alti
utilizatori si calculatoare.
Repeater
Un repeter cu tehnologia fara fir
Un radio repeaterRepeater-ul (se citeste aproximativ ri-'pi-tar) este un
dispozitiv electronic care primeste semnale pe care le retransmite la un nivel
mai inalt sau la o putere mai mare, sau de cealalta parte a unui obstacol,
astfel ca semnalul sa poata acoperi zone mari fara degradarea calitatii sale.
Termenul „repeater” provine din telegrafie unde reprezinta un dispozitiv
electromecanic folosit pentru a retransmite semnale telegrafice. Aceasta
definitie a continuat sa existe in telefonie precum si la sistemele de transport
de date.
In telecomunicatii definitia de repeater are urmatoarele sensuri standardizate:
-un dispozitiv analog care amplifica semnalul de
intrare indiferent de natura sa (analoaga sau digitala)
-un dispozitiv numeric care amplifica, redimensioneaza
sau produce o combinatie din aceste functiii asupra semnalului digital de
intrare pentru a fi retransmis.
Ethernet hub
Ethernet HubUn "hub" de retea (cuvantul englez hub se citeste aproximativ hab si
inseamna butuc de roata) este un dispozitiv pentru conectarea altor dispozitive
fie prin cablu rasucit (de tip twisted pair), fie prin cablu de fibra optica;
legatura permite ca reteaua sa se comporte ca un singur segment. Hub-urile
functioneaza la nivelul 1 (fizic) al sistemului de referinta OSI. In caz de
blocare, hub-ul este responsabil si pentru retransmiterea semnalului spre toate
porturile sale.
Deseori hub-urile dispun de connectoare de tip BNC si/sau AUI, pentru a permite
conectarea la astfel de segmente de retele cum ar fi 10BASE2 si 10BASE5.
Aparitia switch-urilor a inlocuit practic pe piata hub-urile, dar ele totusi mai
sunt intalnite la conexiuni mai vechi si in aplicatii speciale.
Hub - detalii tehnice
O retea Ethernet unita prin hub-uri se comporta ca o retea partajata, fiindca la
orice moment dat un singur dispozitiv transmite, iar fiecare gazda este
responsabila de detectarea eventualelor coliziuni ale semnalelor, in care caz
semnalul trebuie retransmis. In general hub-urile sunt dispozitive de
transmitere de date cu randament scazut. Hub-urile nu duc evidenta despre
traficul care trece prin ele, orice pachet de date care inta prin unul din
porturile disponibile este transmis spre toate celelalte porturi. Pentru ca
fiecare pachet de date este trimis la toate celelalte porturi, are loc asa
numitul proces de coliziune a datelor care franeaza fluxul datelor sub viteza
nominala. Necesitatea gazdelor (host) pentru detectarea coliziunilor de date
limiteaza numarul de hub-uri si marimea retelei. Pentru retele de 10 Mbit/s,
sunt permise pana la 5 segmente (4 hub-uri) intre doua statii de lucru finale.
Pentru retele de 100 Mbit/s cifra se reduce la 3 segmente (2 hub-uri) intre doua
terminale finale, si acest lucru este permis numai daca media de intarziere a
semnalului este scazuta.
Multe hub-uri detecteaza probleme tipice, asa cum ar fi coliziuni excesive pe
unele porturi. Retelele Ethernet bazate pe hub-uri sunt in general mai robuste
decat retele Ethernet pe baza de cablu coaxial, unde un dispozitiv cu
malfunctiuni poate deactiva un segment intreg. Chiar daca nu este partitionat
automat, depanarea hub-urilor este o procedura mai usoara fiindca indicatorii de
activitate situati in dispozitiv pot reflecta sursa problemei; in ultima
instanta, pentru a localiza sursa unei probleme, dispozitivele pot fi
deconectate de la hub pe rand, unul cate unul, mult mai usor decat la un cablu
coaxial.
Hub - folosire
Din punct de vedere istoric motivul principal pentru folosirea hub-urilor a fost
pretul lor redus, in comparatiei cu switch-urile. Dar indata ce preturile la
switch-uri au scazut considerabil, situatia s-a schimbat; totusi in anumite
situatii speciale mai sunt folosite si azi hub-uri:
Un analizator de protocoale conectat la un switch nu poate intotdeauna primi
toate pachetele dorite, fiindca switch-ul separa porturile in diferite segmente.
Conectarea analizatorului de protocol la un hub ii permite a vedea tot traficul
de pe segment. (Si un switch se poate configura pentru a permite ca un port sa
asculte traficul de la un alt port. Aceasta se numeste port mirroring =
oglindirea unui port. Cu toate acestea, aceasta configuratie este mai
costisitoare decat cea cu hub-uri.)
Asa-numitele Computer Clusters necesita ca fiecare membru (computer) sa poata
primi tot traficul care duce spre clustere. Un hub va face acest lucru pe cale
naturala; folosirea unui parametru de punere in aplicare necesita trucuri
speciale. In cazul in care utilizatori finali au acces la un parametru pentru a
face conexiuni, de exemplu intr-o sala de conferinte, un utilizator fara
experienta, neglijent sau sabotor poate deactiva reteaua prin legarea impreuna a
doua port-uri, stabilind astfel o bucla. Aceasta situatie poate fi prevenita
prin utilizarea unui hub; in cazul dat bucla va deconecta alti utilizatori de la
hub, dar nu tot restul retelei. (De asemenea, situatia poate fi prevenita prin
utilizarea unui switch, care poate detecta si solutiona problemele provenite de
la bucle, de exemplu prin punerea in aplicare a protocolului numit spanning
tree.)
|
