Reţea de calculatoare
De la Wikipedia, enciclopedia liberă
Reţeaua de calculatoare (engleză: computer network) leagă între ele o mulţime mai mică sau mai mare de calculatoare, astfel încât un calculator poate accesa datele, programele şi facilităţile unui alt calculator din aceeaşi reţea. De obicei este nevoie desigur şi de măsuri de restricţie/siguranţă a accesului.
Metodele de conectare sunt în continuă dezvoltare şi deja foarte diverse, începând cu tot felul de cabluri metalice şi de fibră optică, cabluri submarine şi terminând cu legături prin unde radio cum ar fi WLAN, Wi-Fi, WiMAX sau Bluetooth, prin raze infraroşii ca de ex. IrDA sau chiar prin intermediul sateliţilor.
[modifică] Clasificarea reţelelor de calculatoare după centralizare
Există reţele de calculatoare centralizate şi descentralizate. Printre reţelele descentralizate se numără ca exemplu reţelele ARPAnet, Metanet şi Freenet.
[modifică] Clasificare după topologie
Articol principal: Topologii de reţea
Topologia (structura) unei reţele rezultă din modul de conectare a elementelor reţelei între ele. Ea determină şi traseul concret pe care circulă informaţia în reţea "de la A la B". Principalele tipuri de topologii pentru reţelele LAN sunt:
- topologia Bus (înseamnă magistrală) - are o fiabilitate sporită şi o viteză mare de transmisie;
- topologia Ring (inel) - permite ca toate staţiile conectate să aibă drepturi şi funcţiuni egale;
- topologia Star (stea) - oferă o viteză mare de comunicaţie, fiind destinată aplicaţiilor în timp real.
Reţelele mai mari prezintă o topologie formată dintr-o combinaţie a acestor trei tipuri.
[modifică] Clasificare după modul de conectare
Reţelele de calculatoare pot fi clasificate şi după tehnlogia care este folosită pentru a conecta dispozitive individuale din reţea, cum ar fi fibră optică, Ethernet, Wireless LAN (din engleză și înseamnă "fără fir"), HomePNA sau Power line.
Metodele de conectare sunt în continuă dezvoltare şi deja foarte diverse, începând cu tot felul de cabluri metalice şi de fibră optică, cabluri submarine, şi terminând cu legături prin radio cum ar fi Wi-Fi sau Bluetooth, prin raze infraroşii (IrDA) sau chiar prin intermediul sateliţilor.
Foarte răspândită este metoda Ethernet, termen care se referă la natura fizică a cablului folosit şi la tensiunile electrice ale semnalului. Cel mai răspândit protocol de comunicare în reţelele Ethernet se numeşte CSMA/CD ("Carrier Sense Multiple Access / Collision Detection"). Dacă sunt utilizate undele radio, atunci reţeaua se numeşte reţea fără fir (engleză: wireless).
"HomePNA" este un sistem de conectare între ele a calculatoarelor şi aparatelor "inteligente" dintr-o locuinţă, bazat pe fire normale de telefon sau cablu normal de televiziune.
În fine, sistemul "Power line communication" (PLC) se bazează pe reţeaua de curent electric, atât cea de înaltă cât şi cea de joasă tensiune, care practic ajung la orice loc din lume.
[modifică] Clasificare după relaţiile funcţionale (arhitectura de reţea)
Reţelele de calculatoare mai pot fi clasificate în funcţie de relaţiile funcţionale care există dintre elementele unei reţele, ca de exemplu: Active Networking Architecture, Client-Server Architecture şi Peer-to-peer (workgroup) Architecture.
[modifică] Clasificare după extindere
Reţelele de calculatoare se împart după extinderea lor în următoarele tipuri: LAN, MAN, WAN şi, ceva mai nou, PAN. Reţelele relativ mici, de exemplu cu cel mult câteva sute de calculatoare în aceeaşi clădire legate între ele direct, se numesc Local Area Network (LAN). O reţea de tip LAN dar fără fir (prin unde radio) se numeşte WLAN (Wireless LAN). Reţele de mare întindere geografică, de exemplu între 2 oraşe, pe o ţară, un continent sau chiar pe întreaga lume, se numesc Wide Area Network (WAN). Reţelele de tip WAN au fost iniţial foarte costisitoare. Numai companiile mari îşi puteau permite un WAN particular. La ora actuală însă, cele mai multe conexiuni de tip WAN folosesc ca mijloc de comunicaţie Internetul - acesta este universal şi public, deci nu foarte controlabil de către un utilizator, în schimb însă foarte convenabil ca preţ. În sfârşit, PAN înseamnă Personal Area Network - o reţea de foarte mică întindere, de cel mult câţiva metri, constând din aparatele interconectabile din apropierea unei persoane, cum ar fi o imprimantă sau un scanner, sau chiar aparatele pe care o persoană le poartă cu sine, ca de exemplu telefon mobil, player MP3 sau un aparat de navigaţie GPS portabil.
[modifică] Reţele personale (Personal Area Network)
Un Personal Area Network (PAN) este o reţea de calculatoare folosită pentru comunicarea între câteva mici calculatoare sau şi aparate multifuncţionale inteligente (smart), apropiate unele de altele. Exemple de dispozitive care sunt folosite în reţeaua de tip PAN sunt imprimantele, aparatele de fax, telefoanele mobile, Personal Digital Assistant (PDA-uri), scanere, aparate de poziţionare şi navigaţie GPS, playere "inteligente" şi altele. Raza de acţiune a reţelelor PAN este aproximativ de la 6-9 metri. Reţelele PAN pot fi conectate cu magistrale USB şi FireWire. Cu ajutorul unor tehnologii ca IrDA (unde infraroşii) şi Bluetooth (unde radio) se pot crea şi reţele de tip Wireless PAN (reţele PAN fără fir).
[modifică] Reţele locale (Local Area Network)
Articol principal: LAN
Un LAN este o reţea care acoperă o zonă geografică restrânsă, cum ar fi la domiciliu, birou, sau o clădire. Reţelele LAN curente sunt bazate pe tehnologia Ethernet. De exemplu, o bibliotecă va avea o conexiune prin fir sau de tip Wireless LAN pentru a interconecta dispozitive locale (ex.: imprimante, servere) şi pentru a accesa Internetul. Toate calculatoarele din bibliotecă sunt conectate prin fir de reţea de categoria 5, numit UTP CAT5 cable, rulează protocolul IEEE 802.3 printr-un sistem de dispozitive interconectate care eventual se conectează şi la Internet. Cablurile care duc spre server sunt de tipul numit UTP CAT5e enhanced cable; ele suportă protocolul IEEE 802.3 la o viteză de 1 Gbit/s. În exemplul din dreapta reţeaua a fost construită în aşa fel încât calculatoarele angajaţilor bibliotecii din partea dreptă a imaginii pot accesa imprimanta color, înregistrările despre cărţile împrumutate, reţeaua academică şi Internetul. Toţi utilizatorii pot accesa Internetul, şi catalogul bibliotecii. Fiecare grup din reţea poate accesa imprimanta sa locală. În rest, imprimantele nu sunt accesibile din afara grupului respectiv. Toate dispozitivele interconectate trebuie să folosească nivelul 3 network layer din modelul de referinţă OSI, fiindcă în acest exemplu este vorba de mai multe subreţele (cu culori diferite). Subreţelele din interiorul bibliotecii au viteza de numai 10/100 Mbit/s, conexiune Ethernet pînă la utilizatorul final, şi Gigabit Ethernet către router-ul principal, care poate fi numit şi "layer 3 switch", fiindcă el are numai interfaţă Ethernet şi trebuie să "înţeleagă" IP. Mai corect routerele se numesc: "router de acces" (routerul de sus este un router de distribuire care conectează la Internet), şi "router al reţelei academice" - accesat de utilizator.
În prezent tehnologia Ethernet sau şi alte tehnologii LAN conforme standardului IEEE 802.3 operează la viteze de peste 10 Mbit/s. Aceasta este rata de transfer teoretică maximă. IEEE are însă proiecte de dezvoltare a standardelor de 40 şi chiar 100 Gbit/s.
[modifică] Reţea academică (Campus Area Network)
Articol principal: Campus Area Network
Un Campus Area Network (CAN) este o reţea de LAN-uri interconectate, asemănatoare cu cea de tip MAN, dar ea se extinde pe o zonă geografică limitată, de exemplu a unei universităţi.
În cazul unei universităţi o reţea CAN poate face legătura între diferite clădiri ale campusului: departamentele academice, biblioteca universitară, căminul studenţesc. CAN este ca extindere în general mai mare decât reţelele locale LAN dar mai mic decât WAN. Reţelele CAN au fost create cu scopul de a facilita studenţilor accesul liber la reţeaua Internet şi la resursele universităţii.
[modifică] Reţea Metropolitană (Metropolitan Area Network)
Articol principal: Metropolitan Area Network
Reţelele metropolitane (MAN) sunt reţele de mare extindere care de obicei împînzesc oraşe întregi. Aceste reţele folosesc pentru legături cel mai des tehnologii fără fir (wireless) sau fibră optică.
- Definiţia IEEE Standardul IEEE 802-2001 descrie MAN ca fiind o reţea metropolitană care este optimizată pentru o întindere geografică mai mare decît reţelele locale LAN, începând de la cartiere rezidenţiale, zone economice şi până la oraşe întregi. Reţelele metropolitane MAN la rândul lor depind de canalele de comunicaţii, şi oferă un transfer moderat pâna la transfer înalt de date. Reţeaua MAN în cele mai frecvente cazuri este proprietatea unui singur operator (companie), dar reţeaua este folosită de către mai multe persoane şi organizaţii. Reţelele MAN mai pot fi deţinute şi conduse ca utilităţi publice.
- Implementarea reţelelor metropolitane MAN Unele tehnologii folosite pentru aceste scopuri sunt ATM, FDDI şi SMDS. Dar aceste tehnologii vechi sunt în procesul de substiturire de către reţele Ethernet bazate pe MAN, ex: Metro-Ethernet. Reţelele MAN, la fel ca multe reţele LAN, au fost construite fără fir datorită folosirii microundelor, undelor radio, sau a undelor laser infraroşii. Multe companii dau cu chirie sau închiriază circuitele de la transportatori publici (din cauza costului ridicat al tragerii unui cablu prin oraş). Standardul actual de comunicare al reţelelor metropolitane este "Distribuite Queue Dual Bus", DQDB. Acesta este specificat în standardul IEEE 802.6. Folosind DQDB, reţelele pot avea o întindere de peste 50 km şi pot opera la viteze de la 34 pînă la 155 Mbit/s. Printre primii care au creat reţele MAN au fost companiile Internet peering points, MAE-West, MAE-East şi Sohonet media network.
[modifică] Reţea de arie largă (Wide Area Network)
Articol principal: WAN
WAN desemnează tipul de reţele de transport de date care acoperă zone geografice mari şi foarte mari (de ex. de la un oraş la altul, de la o ţară la alta, de la un continent la altul), şi folosesc de multe ori facilităţile de transmisiuni de date de la transportori publici (ca de ex. companiile de telefonie). Tehnologiile WAN funcţionează în general la nivelele inferioare ale modelului de referinţă OSI: physical layer, data link layer şi network layer.
[modifică] Reţea globală (Global Area Network)
Specificaţiile reţelei globale (GAN) au fost în curs de dezvoltare de către multe grupuri de specialişti. În general, reţeaua globală GAN defineşte un model de asigurare a comunicaţiilor mobile între un număr arbitrar de reţele WLAN, zone de acoperire prin satelit, etc. În proiectul IEEE 802.20, IEEE a stabilit standardele pentru reţeaua terestră GAN, valabile cu începere din iunie 2008.
Legătură externă: situl web pentru IEEE 802.20
[modifică] Internetworking
Tehnicile de internetworkig (în sens de inter-networking, şi nu internet-working) conectează între ele două sau mai multe reţele sau segmente de reţea, folosind dispozitive ce operează la nivelul 3 al sistemului de referinţă OSI, cum ar fi un router. Orice interconexiune între reţele publice, private, comerciale, industriale sau guvernamentale poate fi numită "internetworking".
În practica actuală, reţelele interconectate folosesc nivelul Internet Protocol (IP). Există trei tipuri de reţele internetwork, în funcţie de cine le administrează şi cine are acces la ele:
- intranet
- extranet
- Internet
Reţelele de tip intranet şi extranet pot avea sau nu şi acces la Internet. Dacă ele sunt conectate la Internet, atunci ele trebuie să fie protejate împotriva accesului neautorizat din Internet. Internetul nu este considerat parte constituentă a unui intranet sau extranet. Totuşi el poate servi drept cale de acces la unele porţiuni ale extranet-urilor.
[modifică] Echipamente pentru realizarea reţelelor de calculatoare
[modifică] Placă cu interfaţă de reţea (Network Interface Card, NIC)
Articol principal: Placă de reţea
O placă de reţea, adapter de reţea sau placă cu interfaţă de reţea este o piesă / un circuit electronic care permite calculatoarelor să se lege la o reţea de calculatoare. Ea asigură accesul fizic la resursele reţelei, care la rândul ei permite utilizatorilor să creeze conexiuni/sesiuni/legături cu alţi utilizatori şi calculatoare.
[modifică] Repeater
Repeater-ul (se citeşte aproximativ ri-'pi-tăr) este un dispozitiv electronic care primeşte semnale pe care le retransmite la un nivel mai înalt sau la o putere mai mare, sau de cealaltă parte a unui obstacol, astfel ca semnalul să poată acoperi zone mari fără degradarea calităţii sale.
Termenul „repeater” provine din telegrafie unde reprezintă un dispozitiv electromecanic folosit pentru a retransmite semnale telegrafice. Această definiţie a continuat să existe în telefonie precum şi la sistemele de transport de date.
În telecomunicaţii definiţia de repeater are urmatoarele sensuri standardizate:
- un dispozitiv analog care amplifică semnalul de intrare indiferent de natura sa (analoagă sau digitală)
- un dispozitiv numeric care amplifică, redimensionează sau produce o combinaţie din aceste funcţiii asupra semnalului digital de intrare pentru a fi retransmis.
[modifică] Ethernet Hub
Un hub de reţea (cuvântul englez hub se citeşte aproximativ hab şi înseamnă butucul roţii) este un dispozitiv pentru conectarea altor dispozitive fie prin cablu răsucit (twisted pair), fie fibră optică; legătura permite ca reţeaua să se comporte ca un singur segment. Hub-urile funcţionează la nivelul 1 (fizic) al sistemului de referinţă OSI. Hub-ul este responsabil pentru retransmiterea semnalului (în caz de blocare) spre toate port-urile sale. Deseori hub-urile dispun de connectoare de tip BNC şi/sau AUI pentru a permite conectarea la astfel de segmente de reţele cum ar fi 10BASE2 şi 10BASE5. Apariţia switch-urilor a scos practic de pe piaţă hub-urile, dar ele totuşi sunt întâlnite la conexiuni mai vechi şi în aplicaţii speciale.
[modifică] Hub - detalii tehnice
O reţea Ethernet unită prin hub-uri se comportă ca o reţea partajată, fiindcă la orice moment dat un singur dispozitiv transmite, iar fiecare gazdă este responsabilă de detectarea eventualelor coliziuni ale semnalelor, în care caz semnalul trebuie retransmis. În general hub-urile sunt dispozitive de transmitere de date cu randament scăzut. Hub-urile nu duc evidenţa despre traficul care trece prin ele, orice pachet de date care intă prin unul din porturile disponibile este transmis spre toate celelalte porturi. Pentru că fiecare pachet de date este trimis la toate celelalte porturi, are loc aşa numitul proces de coliziune a datelor care frânează fluxul datelor sub viteza nominală. Necesitatea gazdelor (host) pentru detectarea coliziunilor de date limitează numărul de hub-uri şi mărimea reţelei. Pentru reţele de 10 Mbit/s, sunt permise până la 5 segmente (4 hub-uri) între două staţii de lucru finale. Pentru reţele de 100 Mbit/s cifra se reduce la 3 segmente (2 hub-uri) între două terminale finale, şi acest lucru este permis numai dacă media de întârziere a semnalului este la un nivel scăzut.
Multe hub-uri detectează probleme tipice, aşa cum ar fi coliziuni excesive pe unele porturi. Reţelele Ethernet bazate pe hub-uri sunt în general mai robuste decât reţele Ethernet pe bază de cablu coaxial, unde un dispozitiv cu malfuncţiuni poate deactiva un segment întreg. Chiar dacă nu este partiţionat automat, depanarea hub-ului este o procedură mai uşoară fiindcă indicatorii de activitate situaţi în dispozitiv pot reflecta sursa problemei; în ultimă instanţă, pentru a localiza sursa unei probleme, dispozitivele pot fi deconectate de la hub pe rând, unul câte unul, mult mai uşor decât la un cablu coaxial.
[modifică] Hub - aplicare
Din punct de vedere istoric motivul principal pentru folosirea hub-urilor a fost preţul lor redus, în comparaţiei cu switch-urile. Dar îndată ce preţurile la switch-uri au scăzut considerabil, situaţia s-a schimbat; totuşi în anumite situaţii speciale mai sunt folosite şi azi hub-uri:
Un analizator de protocoale conectat la un switch nu poate întotdeauna primi toate pachetele dorite, fiindcă switch-ul separă porturile în diferite segmente. Conectarea analizatorului de protocol la un hub îi permite a vedea tot traficul de pe segment. (Şi un switch se poate configura pentru a permite ca un port să asculte traficul de la un alt port. Aceasta se numeşte port mirroring (oglindirea unui port). Cu toate acestea, această configuraţie este mai costisitoare decât cea cu hub-uri.) Aşa-numitele Computer Clusters necesită ca fiecare membru (computer) să poată primi tot traficul care duce spre clustere. Un hub va face acest lucru pe cale naturală; folosirea unui parametru de punere în aplicare necesită trucuri speciale. În cazul în care utilizatori finali au acces la un parametru pentru a face conexiuni, de exemplu într-o sală de conferinţe, un utilizator fără experienţă, neglijent sau sabotor poate deactiva reţeaua prin legarea împreună a două port-uri, stabilind astfel o buclă. Această situaţie poate fi prevenită prin utilizarea unui hub; în cazul dat bucla va deconecta alţi utilizatori de la hub, dar nu tot restul reţelei. (De asemenea, situaţia poate fi prevenită prin utilizarea unui switch care poate detecta şi soluţiona problemele provenite de la bucle, de exemplu prin punerea în aplicare a protocolului numit spanning tree.)
[modifică] Vezi şi
[modifică] Legături externe
