Mediul Internet
Retea de calculatoare - reprezinta un ansamblu de calculatoare calculatoa re (sisteme de calcul) interconectate prin intermediul unor medii de comuncatie (cablu ( cablu coaxial, fibra optica, linie telefonica, ghid de unde) unde ) in scopul utilizarii in comun de catre un numar foarte mare de utilizatori – chiar la nivel mondial – a tuturor resurselor fizice (hardware (hardware), ), logice (software (software de baza si aplicatii) si informationale (baze de date) asociate calculatoarelor din retea. Prin astfel de retele de calculato calculatoare are se poate asigura o integrare informatica a unui numar foarte mare de utilizatori la nivel local, regional si mondial.
Aparitia calculatoarelor calculatoarelor conectate conectate in retea a reprezentat o performanta privind utilizarea calculatoarelor in procesarea informatiilor. Avantajele oferite oferite de retele de calculatoare: calculatoare:
Utilizarea eficienta prin partajare a resurselor unitatii centrale (UC); Acces direct la resursele hardware (memorii externe, imprimante, etc.) si software (editoare, limbaje de programare, programe specializate); Pastrarea programelor si fisierelor intr-o singura copie (pe server) si sistem de protectie a fisierelor si programelor; Utilizarea simultana a bazelor de date de catre mai multi utilizatori; Comunicare si schimb de informatii (programe si fisiere) intre utilizatori la nivel local, regional sau mondial.
Dezvoltarea retelelor de calculatoare (mici sau mari) a contribuit la elaborarea si utilizarea unor aplicatii cu un impact mare asupra vietii economice si sociale din intreaga societate:
Accesul la programe complexe ce ofera informatii utile la nivel macroeconomic; Accesul la marile baze de date din domeniile economic, financiar, comunicatii, etc.; Accesul la informatii stiintifice si transferul rapid al articolelor stiintifice
Astazi vechiul model al unui singur calculator (sistem de calcul) care rezolva problemele (cererile) unui numar de utilizatori, este inlocuit cu modelul nou al unui sistem de calculatoare interconectate. Unul sau mai multe calculatoare dintr-o retea reprezinta calculatoarele centrale (FS – File S erver ) care controleaza si gestioneaza prin intermediul unui sistem de operare, intreaga activitate de calcul din retea. Aceste calculatoare centrale formeaza nucleul retelei. Calculatorul central poate fi un calculator obisnuit (de regula cu cel putin 16 MB memorie interna) pe care este instalat un sistem de operare pentru retea: NETWARE, UNIX, LINUX, OS/2, WINDOWS NT.
Calculatorul central controleaza toate resursele comune (unitati de discuri, unitati de dischete, imprimante, plottere, modemuri, fisiere etc.), asigura securitatea datelor si sistemului, realizeaza comunicatii intre statiile de lucru. Din punct de vedere hardware, o retea de calculatoare este constituita din:
Calculataore centrale (server ); Calculatoare de lucru (terminale); statii de lucru (workstations); Echipamente periferice; Elemente de conectare.
Statia de lucru (workstation) este un calculator obisnuit PC care lucreaza sub un sistem de operare obisnuit (Windows, Dos, Unix, Linux)
Functie de numarul statiilor de lucru si de aria lor de raspandire putem clasifica retelele de clculatoare dupa cum urmeaza:
Retele locale ( LAN- L ocal Area Networks) – unesc resursele dintro suprafata geografica limitata de genul unui birou/laborator, o cladire sau un grup de cladiri avand distanta dintre statiile de lucru de 10÷1000 m. Aceste resurse pot include vocea, conversatia video la fel de bine ca si datele de calculator; Retele orasenesti ( MAN- Metropolitan A rea Networks) – lucreaza la nivelul unui oras avand distanta dintre statiile de lucru de ordinul kilometrilor. Retele regionale/mondiale ( WAN- Wide A rea Networks) – lucreaza la nivelul unei regiuni sau la nivel mondial avand distanta dintre statiile de lucru de ordinul miilor de kilometri;
Retele publice (PDN – P ublic Data Networks) – lucreaza la nivelul unei regiuni sau la nivel mondial si au acces la diverse retele locale, de exemplu:
INTERNET (E-mail – posta electronica, WWW – World Wide Web) USENET si EUNET (Posta electronica si circulatia stirilor) CSNET si ARPANET (cercetare stiintifica) BITNET (informatii in diverse domenii)
O retea de transport lung uneste computerele la distanta mare. Ca si reteaua la distanta mare reteaua locala este conceputa pentru a lucra atat cu toate computerele interne cat si cu alte computere care sunt parti dintr-o retea la mare distanta. Cand un LAN comunica cu un alt LAN cu acelasi tip de arhitectura ea face aceasta printr-o unitatea numita punte (bridge) sau repetitor. Cand un LAN comunica cu o unitate cu alta proiectare comunicarea trebuie facuta printr-un gateway.
Topologia (structura) unei retele de calculatoare reprezinta modul de conectare a statiilor de lucru fata de Server. Modul de conectare va determina traseul pe care va circula informatia in retea, prin urmare o structura a comunicatiilor in retea.
In general, exista trei tipuri de topologii pentru retelele LAN.
Topologia unei retele descrie modul in care sunt aranjate geometric legaturile si nodurile.
Nodul poate fi un computer, un terminal, o imprimanta, etc, iar legatura este calea de comunicare intre noduri. Legaturile fizice se refera la conexiunile efective: legaturile logice se refera la caile care pot fi folosite pentru comunicatiile dintre noduri. Exista doua tipuri fundamentale de legaturi. Legaturile punct-cu-punct sunt circuite care conecteaza doua si numai doua noduri fara sa treaca prin alte noduri.
Conexiunile dintre un computer si terminalele sale sunt in general structurate in acest fel.
Orice alt tip de legatura este numita legatura multipunct.
Nodurile dintr-o retea pot fi organizate cu un nod responsabil al retelei. In acest caz exista un nod master cu noduri tributare lui. Alternativ, o organizare mai democratica poate fi folosita, cu fiecare nod avand responsabilitate pentru actiunile sale.
Acesta este numit control distribuit. In fiecare caz controlul implica posibilitatea accesului la resursele retelei intr-o maniera echitabila.
Fiecare nod individual este structurat intr-una din urmatoarele trei posibilitati: intr-o retea in stea exista un singur procesor de control cu toate celelalte procesoare comunicand cu el. Nodul central al stelei este nodul master; toate comunicatiile dintre doua noduri tributare acestuia trebuie sa treaca prin master. O varianta a stelei este arborele. In acest caz nodurile tributare pot coordona comunicatiile intre noduri subsidiare lor.
Ofera o viteza mare de comunicatie, fiind destinata aplicatiilor in timp real.
Comunicatia in interiorul retelei este realizata prin transferul pachetelor de date.
Fiecare pachet contine adresa nodului destinatie, adresa nodului emitator si datele de transmis. Intr-o retea stea toate acestea sunt dirijate de nodul de control. Intr-o retea liniara sau inelara anumite semnale de control trebuie stabilite pentru a evita ca mai multe noduri sa trimita un mesaj in acelasi timp.
O metoda este folosirea simbolului de trecere ( token passing).
Un mesaj special numit simbol (the token) este trecut din nod in nod in inel.
Cand un nod doreste sa trimita un pachet la alt nod el asteapta pana cand primeste simbolul . El nu pastreaza simbolul (dovada), el mai intai isi scrie pachetul si apoi pastreaza simbolul . Cu un singur simbol un singur nod poate sa transmita mesaje la un moment dat.
Are o fiabilitate sporita, viteza mare de transmisie.
Aceasta topologie de baza este reteaua liniara.
Aceasta este similara unei retele in inel care a fost deschisa.
In ambele cazuri ( inel si liniare), fiecare nod din retea trebuie sa examineze fiecare mesaj pentru a determina daca pachetul ii este adresat. In reteaua inel nodurile participa activ la trecerea mesajelor spre nodul urmator; intr-o retea liniara nu este necesara o asemenea actiune. Fizic, reteaua liniara are un avantaj asupra celei in inel deoarece este mai usor de instalat intr-o cladire: tot ceea ce este necesar fiind linia de conectare (cablu coaxial ). Retelele in inel pe de alta parte, necesita fire intre toate punctele pentru a pastra conectivitatea inelului.
Permite “egalitatea” statiilor de lucru intre ele. Retelele in inel leaga toate nodurile intr-un circuit inchis. Nodurile pot fi egale in ceea ce priveste manipularea retelei (activitate distribuita), sau poate exista un nod de control (master). In domeniul topologiilor pentru retelele de calculatoare s-au realizat si unele standardizari, dintre care amintim:
Comunicarea intre unitati dintr-un LAN este controlata de un protocol.
Un protocol este un set formal de reguli.
In clinica, protocolul descrie pasii necesari pentru a evalua o ipoteza.
In comunicatii, protocoalele sunt reguli pentru schimbul de date intre noduri si legaturi. In majoritatea cazurilor aceste pachete contin de la 128 la 1024 de bytes. Astfel, un mesaj logic poate fi descompus in mai mult decat un pachet. Pachetele sunt unitatile fizice ale transmisiei. Ele contin atat informatii de gestiune interna cat si la mare distanta – mesaje individuale sunt transmise nodurilor intermediare. In fiecare nod intermediar este determinat nodul urmator in functie de destinatie si sarcina avuta.
Astfel, un singur mesaj logic poate fi descompus in mai multe pachete. Fiecare pachet poate fi dirijat pe cai diferite si pachetele din acelasi mesaj logic pot sosi la destinatie intr-o ordine aleatoare. Aceasta metoda de dirijare este numita pastreaza si trimite. Comparativ, in retelele liniare se foloseste o metoda asemanatoare radiofoniei, fiecare nod putand accesa fiecare mesaj. Metoda de pastrare si trimitere poate fi folosita insa numai pentru datele pe calculator, ea nu este potrivita pentru conversia prin voce. De ea se folosesc cel mai bine circuitele. Metoda radiofonica permite in schimb transmiterea pe acelasi cablu atat a vocii cat si a datelor de calculator. Inainte de a intelege cum se face aceasta trebuie sa intelegem cum sunt schimbate pachetele de date
System A
System B
Application
←level 7 protocol →
Application
Presentation
←level 6 protocol →
Presentation
Session
←level 5 protocol →
Session
Transport
←level 4 protocol →
Transport
Network
←level 3 protocol →
Network
Data Link
←level 2 protocol →
Data Link
Physical
←level 1 protocol →
Physical
Transmisia datelor intr-o retea implica o mare varietate de procese de la pregatirea mesajelor logice de transmis pana la transmisia efectiva a semnalelor electrice. International Standard Organization (ISO) a schematizat aceste procese diferite intr-un model pe sapte nivele. Nivelul unu al acestui model defineste conexiunile electrice si mecanice. Nivelul doi este pentru corelarea datelor. El defineste formatul la nivel de bit si verificarea erorilor.
Nivelul trei este controlul de retea al adreselor si dirijarii mesajelor.
Fiecare nivel comunica cu celelalte nivele in acelasi nod prin interfete.
Regulile pentru a intelege ce se trimite prin retea se numesc protocoale.
Exista un protocol care permite unui modul de nivel unu sa comunice cu un alt modul de nivel unu din retea.
Fiecare modul de nivel unu transforma date pentru sau de la modulul de nivel doi. In acest fel, doua module de nivel doi, in moduri diferite pot comunica logic unul cu altul. Modulul de nivel doi determina daca o transmisie este valida a sosit. Daca a sosit, datele sunt trimise la nivelul controlerului de retea unde pachetul este procesat. Daca toate nodurile din retea folosesc aceleasi reguli pentru a defini un pachet, atunci modulul de nivel trei din fiecare nod va putea sa trimita sau sa receptioneze pachete de la orice alt nod din retea. Pe scurt protocolul ofera posibilitatea de a transmite date folosind un standard prestabilit. Exista cateva standarde.
System Network Architecture (SNA) de la IBM suporta toate cele sapte nivele ISO.
Ethernet suporta numai primele 3 nivele ale pachetului ISO. Unele protocoale sunt implementate ca hard separat; altele sunt implementate in claculator. Cand folosim un protocol cum este SNA putem opera la nivelul mesajelor logice.
Cand folosim un protocol cum este Ethernet, avem nevoie de module care pot realiza functiile celor patru nivele de conversie in pachete si mesaje logice. In general acestea sunt implementate ca functii soft. Cand comunicam intre retele cu protocoale diferite, conversia protocoalelor este necesara. Aceasta este functia asa numitelor gateway (porti de transmisie).
Mediul Internet este un ansamblu de retele de calculatoare interconectate care impreuna cu miile de calculatoare individuale (terminale, statii de lucru) si milioane de utilizatori, constituie comunitatea Internet care are la dispozitie un mediu informational si de calcul cu foarte multe servicii informatice si resurse (baze de date diverse, biblioteci de programe, documentatii, etc.) Mediul Internet constituie un ansamblu complex de arhitecturi, componente fizice si sisteme de operare, care trateaza in mod egal atat minicalculatoarele sau retelele de calculatoare , cat si PC -urile sau mainframe-urile. Facilitatile mediului au o importanta egale, iar componentele sale se comporta una fata de alta fara nici o discriminare.
Spre deosebire de retelele comerciale de calculatoare pentru servicii (Serviciile bancare: Netbanking, E-banking, America On Line), mediul Internet este un ansamblu de retele de calculatoare la nivel mondial ce realizeaza conectarea a milioane de calculatoare si care reprezinta:
calculatoare guvernamentale si ale institutiilor natiunilor den intreaga lume;
calculataorele miilor de universitati si scoli din intreaga lume;
sisteme de calcul ale marilor corporatii ( Microsoft, IBM, Apple, etc.);
sisteme de calcul ale unor organizatii si fundatii stiintifice, culturale, sociale;
calculatoare ale marilor agentii de presa si televiziune din intreaga lume;
calculatoarele milioanelor de utilizatori din intreaga lume
Din punct de vedere architectural, mediul Internet este de fapt o retea gigantica de retele de calculatoare raspandita la nivel mondial si care inglobeaza diverse produse hardware si software ce gestioneaza o mare colectie de baze de date ce contin informatii si servicii de toate tipurile, acestea fiind accesibile de la orice calculator ( terminal) conectat la retea in orice loc si la orice moment. Comentariu. Mediul Internet este cel mai mare system informatic din lume, perfect legal si in multe cazuri gratuit. Resursele pe care le ofera sunt immense si ele se schimba aproape zilnic, asa cum se schimba tehnologiile informatice. In Romania, dupa 1990 reteaua Internet a cunoscut o expansiune deosebita prin aparitia diverselor legaturi interne si internationale, constituite in diverse retele. La inceput au aparut reteaua din mediul universitar (nodul central fiind UPB – Universitatea Politehnica Bucuresti) si reteaua din mediul cercetarii (nodul central fiind ICI – Institutul de Cercetari in Informatica)
Reteaua locala UPB este nodul central al retelei RoEduNet (the Romanian Education Network) de care sunt conectate retele din peste 50 institutii de invatamant si de cultura din Bucuresti si din tara. Reteaua locala a Universitatii Bucuresti este conectata la acesta retea.
In present, majoritatea centrelor universitare din tara au retele locale conectate la reteaua Internet. De asemenea, multe scoli generale si licee din Bucuresti si din tara sunt conectate la Internet. Majoritatea institutiilor guvernamentale si neguvernamentale, institute de cercetare si proiectare, marile biblioteci din tara, firme cu diverse activitati sunt conectate la Internet.
Cererea pentru conectarea la reteaua Internet a determinat aparitia atat a furnizorilor de servicii Internet pentru domeniul public cat si pentru domeniul commercial.
In anul 1968 a aparut ideea necesitatii guvernului S.U.A. de a interconecta pe o intindere mare, un numar mare de calculatoare (de diverse tipuri si dimensiuni), in scopul cooperarii dintre universitati si departamentele militare ale tarii in cadrul unor proiecte de cercetare comune.
Din aceste motive a luat fiinta agentia ARPA (Advanced Research Projects Agency) a carei activitate s-a concretizat in anul 1970 prin proiectele:
ARPANET – retea de calculatoare pentru cercetari in beneficiul guvernului S.U.A.; MILNET – retea de calculatoare pentru cercetari in domeniul militar si de aparare.
In anul 1975, s-a realizat standardizarea unor protocoale (limbaje de comunicare intre calculatoarele interconectate) obtinandu-se standardul TCP/IP (Transmission Control Protocol/Internet Protocol) utilizat pentru legarea in retea a calculatoarelor de la majoritatea universitatilor americane importante si de la departamentele de aparare din S.U.A. Astfel a aparut reteaua de calculatoare DARPA Internet, apoi DARPANET si care a reprezentat nucleul unei gigantice retele de calculatoare pe care o numim astazi mediul Internet. Dupa anul 1980, deja au inceput sa se lege la acest nucleu tot mai multe retele locale, principalele legaturi Internet realizandu-se prin organizatia NSF (National Science Foundation), gestionate de compania ANS (Advances Network and Services) in cooperare cu firmele IBM, MCI si un consortiu de universitati din Michigan. De asemenea, in acesta perioada s-a realizat si interconectarea cu retele de pe continentul european, acesta prin intermediul comunicatiilor prin satelit.
Trebuie sa precizam faptul ca in anii ’80 s-au constituit retele independente care ulterior s-au conectat (prin sisteme numite gateways – porti electronice de legatura) la reteaua Internet:
reteaua Usenet, a luat fiinta pentru a conecta calculatoarele Universitatii Duke cu cele ale Universitatii Carolina de Nord (implementata de Tom Truscott si Jim Ellis in 1980);
reteaua CSNET (Computer Science Network), 1980;
reteaua NSFNET (National Science Foundation), 1986;
reteaua FidoNet ce a implementat serviciul “echomail ” dezvoltat de Tom Jennings in 1984; astazi se poate accesa acest serviciu prin WWW; reteaua BITNET (Because It’s Time Network), retea mondiala formata din Universitati, Institute de cercetare, Organizatii comerciale; in anul 1989 a fuzionat cu reteaua CSNET constituin reteaua CREN (Corporation for Research and Education Network); reteaua BIX (Byte Information eXchange), retea creata de revista Byte pentru servicii on-line orientate pe probleme hardware pentru calculatoare; reteaua EARN (European Academic and Research Network).
