Rețele metropolitane

Capitolul I

Introducere

La început de secol XXI, tehnologia de vârf este legata de colectarea, prelucrarea si distribuirea informatiilor, având loc o dezvoltare nemaiîntâlnita a industriei de calculatoare si a satelitilor de comunicatii. Progresul tehnologic rapid a facut ca aceste domenii sa convearga în ritm rapid, iar diferentele între colectarea, transportul, stocarea si prelucrarea informatiei sa dispara pe zi ce trece. Organizatii raspândite pe o arie geografica larga doresc sa poata examina curent, printr-o simpla apasare pe buton, chiar si echipamentele lor cele mai îndepartate. Posibilitatile de a colecta, prelucra si distribui informatia cresc tot mai mult si ca urmare cererea pentru o prelucrare si mai sofisticata a informatiei creste si mai mult. În primele decenii de existenta, sistemele de calcul erau agabaritice si puternic centralizate, de obicei în interiorul unei singure încaperi. În mai putin de 20 de ani, calculatoare la fel de puternice, mai mici decât un timbru postal, au fost produse pe scara larga, în milioane de exemplare. Întrepatrunderea dintre domeniul calculatoarelor si cel al comunicatiilor a avut o influenta profunda asupra modului în care sunt organizate sistemele de calcul. Vechiul model al unui singur calculator care serveste problemelor de calcul ale organizatiei a fost înlocuit de un model în care munca este facuta de un numar mare de calculatoare, separate, dar interconectate.

Deseori se face confuzie între o retea de calculatoare si un sistem distribuit. Deosebirea esentiala este ca, într-un sistem distribuit existenta mai multor calculatoare autonome este transparenta pentru utilizator. Acesta poate da o comanda pentru a executa un program si programul va fi executat. Este sarcina sistemului de operare sa aleaga procesorul cel mai potrivit, sa gaseasca si sa transfere fisierele de intrare catre respectivul procesor si sa depuna rezultatele în locul dorit. Într-o retea, utilizatorii trebuie sa se conecteze explicit la o anumita masina, sa comande explicit executia proceselor la distanta, sa transfere explicit fisierele. Într-un sistem distribuit nu este nimic de facut în mod explicit; totul este realizat automat de catre sistem, fara cunostinta utilizatorilor.

1.1 Evolutia retelelor metropolitane

Retelele locale (LAN) au fost introduse la mijlocul anilor `70 în mediul afacerilor pentru interconectarea calculatoarelor, terminalelor, imprimantelor etc. Cum LAN-urile au avut succes atât în birotica cât si în mediul industrial, constatam astazi ca sunt instalate sute de mii de LAN-uri. Capacitatea LAN-urilor este limitata ca distanta de transmisie (câtiva kilometri) si în ce priveste viteza transmisiei: rata este de obicei de pâna la 10 Mbps (Etherenet) sau, mai nou, 100 Mbps (Fast Ethernet). O multime de retele sunt astazi operationale, toate acestea conducând la formularea unei noi cerinte: nevoia de a interconecta aceste retele private, dispuse într-o arie regionala limitata, cum ar fi un campus universitar sau o întreprindere mare. Pentru aceasta pot fi folosite repetoare, punti si rutere. Pe de alta parte, mai multe LAN-uri vor crea un trafic inter-LAN, acesta fiind mult mai mare decât cel al unui singur LAN (ajungând pâna la mai multe zeci sau chiar sute de Mbps). Un sistem capabil de a realiza interconectarea LAN-urilor, cu rata de transfer de date mare, este numit LAN de mare viteza sau HSLAN (High Speed Local Area Network). De asemenea, calculatoare de înalta performanta (super calculatoare) se pot lega direct la aceste HSLAN-uri. Un HSLAN ramâne însa o retea privata. Uneori diferite companii pot sa ceara interconectarea pentru un transfer de informatii la o viteza foarte mare între LAN-urile lor, pe o distanta mai mare dar de asemenea limitata (câteva zeci de km) în cadrul unei arii regionale sau metropolitane. Astfel se naste o retea metropolitana. MAN-ul este primul pas spre retelele de banda larga. Ea este destinata sa satisfaca cererile clientilor din afaceri, dar nu numai, si va oferi o interfata pentru o conectare ulterioara la ATM (Asynchronous Transfer Mode), folosita în BISDN (Broadband Integrated Services Digital Network) O retea metropolitana, sau pe scurt, un MAN ar trebui sa fie capabila sa interconecteze un numar de LAN-uri de la diferite companii. Reteaua de acest tip este adesea controlata de un operator public. Domeniul fizic de actiune al unui MAN este, de cele mai multe ori, mai larg decât cel al unui HSLAN.

1.2 Conceptul de retea metropolitana(MAN)

O retea metropolitana (MAN) este o retea capabila sa ofere o conectivitate capat la capat de înalta viteza. Întinderea sa fizica este tipic între 5 si 50 km (de exemplu, o arie metropolitana). Un MAN permite realizarea simultana a diferitelor tipuri de trafic (de date, sunet si video). Totodata aceasta trebuie sa fie capabila sa interconecteze LAN-uri, statii de lucru de înalta performanta, calculatoare gazda, servere etc. Pe de alta parte, un MAN este chiar complementarul la definitia unui BISDN (Broadband Integrated Services Digital Network). Diferenta dintre LAN si MAN se gaseste practic în distanta transmisiei si a gamei de servicii. Un MAN utilizeaza de obicei un mediu partajat cu comutare distribuita si controlul accesului la mediu MAC (Medium Acces Control).

Interconectarea mai multor LAN-uri si a altor componente cu ajutorul unui MAN este ilustrata în figura 1. MAN-ul are de obicei o topologie de tip magistrala dar sunt posibile si alte topologii, cum ar fi cea în stea sau cea în inel.