Rețele de Calculatoare

Introducerea

O data cu extinderea domeniilor de aplicare a calculatoarelur, a crescut si numarul utilizatorilor ce doreau sa faca schimb de date sau sa prelucreze informatiile comune.

De exemplu, zeci de angajati ai unei intreprinderi lucreaza impreuna la elaborarea bugetului, fiecare din ei fiind responsabil de un anumit compartiment. In cadrul unei companii de transporturi aeriene biletele la una si aceiasi cursa pot fi vindute de mai multe agentii, care evident, se afla in orase diferite.

Pentru a solutiona ast fel de probleme, au fost elaborate mijloace tehnice care permit calculatoarelor sa comunice intre ele

Numim retea o multime de calculatoare ce pot shimba informatii prin intermediul unei structuri de comunicatie

1 Topologia retelelor

Prin topologia unei retele se intelege modul de interconectare a calculatoarelor in retea. Folosirea unei anumite topologii are influenta asupra vitezei de transmitere a datelor, a costului de interconectare si a fiabilitatii retelei. Exista cateva topologii care s-au impus si anume: magistrala, inel, arbore. Pe langa acestea intalnim si alte modele topologice: stea, inele intersectate, topologie completa si topologie neregulata In figura 1 puteti vedea reprezentarea , sub forma de grafuri, a acestor modele.

Topologia de magistrala este cea mai folosita atunci cand se realizeaza retele locale de mici dimensiuni, iar performantele nu trebuie sa fie spectaculoase. Acest model topologic se mai numeste si magistrala liniara, deoarece exista un singur cablu care leaga toate calculatoarele din retea. Avantajul este atat acela al costului mai scazut (se foloseste mai putin cablu), dar si acela ca, in cazul ruperii unui cablu sau defectarii unui calculator, nu se ajunge la oprirea intregii retele. Dezavantajul folosirii unui singur cablu este ca, atunci cand doreste sa transmita date, calculatorul trebuie sa "lupte" pentru a castiga accesul (trebuie sa astepte eliberarea cablului).

Topologia de inel conecteaza fiecare calculator de alte doua, imaginea fiind aceea a unor calculatoare asezate in cerc. Datele transmise de un calculator trec prin toate calculatoarele intermediare inainte de a ajunge la destinatie. Daca nu se folosesc cabluri suplimentare, oprirea unui calculator sau ruperea unui cablu duce la oprirea intregii retele. Performantele unei retele inel sunt ceva mai mari decat ale unei retele magistrala.

Topologia stea foloseste un calculator central care va fi conectat cu toate celelalte calculatoare prin cabluri directe. Toate transferurile de date se realizeaza prin intermediul calculatorului central. Daca se foloseste un calculator central de mare putere, atunci reteaua va avea performante ridicate, insa defectarea acestuia duce la oprirea retelei.

Se pot folosi topologii combinate, cum ar fi lantul de stele insa, orice topologie ar fi aleasa, exista un numar de probleme ce trebuiesc rezolvate (modul de obtinere a accesului este una dintre cele mai importante, trebuind eliminata posibilitatea ca un singur calculator sa "monopolizeze" mediul de transmisie). Apar probleme suplimentare atunci cand reteaua noastra este eterogena (conecteaza diverse tipuri de calculatoare sau este formata din mai multe retele diferite ca tip).

Trebuie sa facem distinctie intre topologia fizica, despre care am discutat mai sus, si topologia logica (modul in care datele sunt transferate de la un calculator la altul).

2 Arhitectura retelelor

Un concept foarte important in retelele de calculatoare este acela de protocol

PROTOCOL =ansamblu de conventii si reguli pe baza carora se realizeaza transmiterea datelor

ARHITECTURA =modul de interconectare a componentelor retelei, pentru a realiza un anumit mod de functionare

Arhitectura unui sistem trebuie sa ne dea informatii despre modul in care se conecteaza componentele sistemului si despre interactiunea dintre acestea, dar ofera si o imagine generala a sistemului. Stabilirea arhitecturii sistemului, fie ca este vorba despre o retea sau despre un produs software, este una dintre cele mai importante etape ale realizarii unui proiect. Este vital sa se stabileasca zonele critice ale sistemului, adica acele componente ce prezinta risc mare de defectare sau care, prin defectarea lor, pot provoca oprirea partiala sau totala a sistemului. Trebuiesc luati in considerare si factorii care ar putea avea influenta asupra sistemului (pana si conditiile atmosferice ar putea influenta functionarea unei retele).

Pentru reducerea complexitatii alcatuirii, majoritatea retelelor sunt organizate pe mai multe nivele (straturi), in sensul impartirii stricte a sarcinilor: fiecare nivel este proiectat sa ofere anumite servicii, bazandu-se pe serviciile oferite de nivelele inferioare. Atunci cand doua calculatoare comunica, in fapt, se realizeaza o comunicare intre nivelele de acelasi rang ale celor doua masini. Nivelul n al masinii A realizeaza schimb de date cu nivelul n al masinii B prin intermediul unui protocol numit protocolul nivelului n In realitate datele nu sunt transmise de la nivelul n al unei masini catre nivelul n al alteia. In schimb, fiecare nivel realizeaza prelucrarile specifice asupra datelor si le transmit nivelului inferior, pana la nivelul fizic unde se realizeaza schimbul efectiv de date. Doar din punct de vedere logic se poate vorbi de o "conversatie" intre nivelele a doua masini.

Intre oricare doua nivele adiacente exista o interfata , care stabileste care sunt serviciile oferite nivelului superior. In momentul proiectarii arhitecturii retelei trebuie sa se specifice clar numarul de nivele si interfetele aferente. Multimea protocoalelor si a nivelelor reprezinta arhitectura retelei. Specificatiile arhitecturii (i.e. documentatia ce descrie arhitectura) trebuie sa fie destul de detaliate pentru a permite implementarea de aplicatii care sa se conformeze specificului fiecarui nivel.

3 Modelul arhitectural ISO-OSI

Vom lamuri pentru inceput intelesul unui cuvant, standard, care, alaturi de termeni precum contor, tutorial, implementare, specificatie produc frisoane unei "anumite parti" a tineretului studios

Odata cu aparitia unei noi tehnologii, se manifesta si un fenomen de proliferare a produselor ce utilizeaza tehnologia respectiva, fiecare producator dorind sa impuna pe piata propria realizare (mai buna sau mai proasta decat altele). Dupa un anumit timp, piata realizeaza o "selectie naturala", ramanand in competitie doar produsele de calitate (mai sunt si cateva exceptii, cum ar fi acea firma a carui nume incepe cu M, se termina cu T si are un produs W ). Acest interval de timp duce la "maturizarea" tehnologiei respective si reprezinta un test al utilitatii ei. Urmeaza interminabile discutii si controverse intre firmele combatante, iar o comisie internationala incearca sa stabileasca un set de reguli si conventii obligatorii pentru toti cei ce dezvolta produse bazate pe tehnologia in discutie. Astfel se naste un standard "Fizic", standardul se prezinta sub forma unui "metru cub" de documentatie, prea putin accesibila omului de rand, continand recomandari pe care nu toti le respecta sau ar fi imposibil ca, respectandu-le, sa "iasa" un produs functional (sfarsitul glumei). Standardul este important pentru unificarea diverselor variante ale tehnologiei respective si defineste un set de reguli generale, universal acceptate, contribuind la aparitia de produse portabile (na, a mai aparut un termen !).

Standardele sunt aprobate de organizatii internationale, cum ar fi: OSI (International Standards Organisation), ECMA (European Computer Manufacturer's Association), IEEE (Institute of Electrical and Electronical Engineers), ANSI.

Elaborarea standardelor pentru retele a devenit necesara datorita diversificarii echipamentelor si serviciilor, care a condus la aparitia de retele eterogene din punctul de vedere al tipurilor de echipamente folosite. In plus, multitudinea de medii fizice de comunicatie a contribuit la decizia de a defini reguli precise pentru interconectarea sistemelor. ISO a elaborat un model arhitectural de referinta pentru interconectarea calculatoarelor, cunoscut sub denumirea de