Componentele unei retele de calculatoare si rolul acestora Voicu Carla Nicoleta │ CIG - ID │ an I, sem I
O reţea de calculatoare constă în două sau mai multe calculatoare conectate împreună cu scopul de a partaja resursele, cum ar fi de exemplu o imprimantă sau o unitate CD -ROM, a schimba fişiere sau a permite comunicaţia electronică între utilizatori. Calculatoarele din reţea pot fi conectate prin cablu, linie telefonică, unde radio sau raze infraroşii. Apariţia aplicaţiilor multimedia care necesită schimbul unui volum uriaş de informaţii a condus la dezvoltarea tehnologiilor utilizate la transferul datelor date lor prin reţea. Astfel a apărut a doua generaţie de reţele care utilizează standardele FDDI ( Fiber Distributed Data Interface ) sau DQDB (Distributed Queue Dual Bus ). În prezent noile tehnici ATM (Asyncronous Transfer Mode) sau FDDI extinsă definesc cea de -a treia generaţie de reţele de calculatoare. Reţelele de calculatoare au devenit astăzi indispensabile multor organizaţii. După tehnologia de transmisie a datelor reţelele se împart în două mari categorii: Reţelele cu difuzare - posedă un singur mediu de comunicaţie care este utilizat în comun de toate calculatoarele din reţea. Calculatoarele trimit prin acest mediu comun mesaje numite uneori şi pachete de date. Un pachet conţine, pe lângă informaţiile propriu -zise şi un câmp care specifică adresa calculatoarului calculatoarului destinaţie. Mesajul trimis de un calculator este recepţionat de toate celelalte calculatoare din reţea. Fiecare calculator examinează câmpul adresă din pachet şi dacă îşi recunoaşte propria adresă va prelucra mesajul; dacă adresa diferă înseamnă că mesajul este destinat altui calculator şi atunci va fi ignorat. Într -o astfel de reţea, un Reţelele punct-la-punct punct-la-punct - posedă conexiuni între perechi de calculatoare. Într mesaj poate trece prin mai multe noduri intermediare în drumul lui de la sursă la destinaţie. De cele mai multe ori există mai multe drumuri alternative pentru un mesaj; din acest motiv algortimii de dirijare a mesajelor joacă un rol foarte important în acest tip de reţele.
În funcţie de dimensiune, reţelele reţelele se împart în trei categorii: categorii :
Reţele locale de calculatoare - LAN ( Local Area Network) - retele care se întinde pe o suprafaţă relativ
mică, de exemplu un laborator, o şcoală, o c lădire etc. Foarte rar reţelele locale conectează calculatoare aflate la distanţe de câţiva kilometri k ilometri unul de altul. Într-o Într-o configuraţie tipică de reţea locală, un calculator puternic este desemnat drept server de fişiere. Acesta memorează toate programele care controlează şi administrează reţeaua dar şi software-ul software -ul partajat de calculatoarele conectate la reţea. Calculatoarele conectate la serverul de fişiere poartă denumirea de clienţi sau staţii de lucru (workstation). Staţiile de lucru sunt de regulă calculatoare mai puţin performante decât serverul şi pot avea instalate diverse programe de aplicaţie pe hard - discurile locale. Pentru conectarea calculatoarelor într-o într- o reţea locală se utilizează de regulă cablul de diferite tipuri. Mulţimea regulilor care guvernează schimbul de date între calculatoarele dintr dintr -o reţea poartă numele de protocol pro tocol d e comunicaţie. În domeniul reţelelor locale există în prezent mai multe protocoale de comunicaţie care definesc şi tipul de reţea locală. Cel mai răspândit tip de reţea locală este reţeaua Ethernet . Într-o Într-o reţea Ethernet toate calculatoarele sunt conectate conectate la acelaşi mediu de comunicaţie. Pentru a transmite sau recepţiona date se utilizează o metodă numită CSMA/CD (Carrier Sense Multiple Acces/ Collision Detection). Conform acestei metode, fiecare calculator “ascultă” traficul de date prin cablul de comunicaţie înainte de a transmite un mesaj. Dacă mediul de comunicaţie (cablul) este liber, atunci calculatorul va transmite mesajul. Dacă însă se detectează faptul că un alt calculator transmite date atunci se aşteaptă un interval de timp şi apoi se reîncearcă transmiterea mesajului când mediul de comunicaţie devine liber.
Pagina 1 din 4
Componentele unei retele de calculatoare si rolul acestora Voicu Carla Nicoleta │ CIG - ID │ an I, sem I
Reţeaua Ethernet poate utiliza mai multe topologii (topologia reprezintă modul de interconectare a calculatoarelor): magistrală, stea sau arbore. Drept mediu de comunicaţie se po ate utiliza cablul torsadat, cablul coaxial sau fibra optică, iar viteza de transmisie a datelor este de 10 Mbps. Un alt tip de reţea locală este reţeaua LocalTalk . LocalTalk este un protocol de reţea dezvoltat de Apple pentru calculatoarele Macintosh. Metoda de transmitere a datelor în reţelele LocalTalk este numită CSMA/CA (Carrier Sense Multiple Acces with Collision Avoidance). Aceasta este similară cu CSMA/CD cu excepţia că un calculator va semnala mai întâi intenţia de a transmite date înain te de transmisia efectivă. Reţeaua LocalTalk utilizează cablul torsadat pentru a conecta calculatoarele prin intermediul portului serial. Sistemul de operare Macintosh permite stabilirea de legături punct -la-punct fără a fi nevoie de un software adiţional. Dacă se utilizează un software special, AppleShare, se pot crea şi legături de tip client-server. Reţelele LocalTalk pot utiliza topologia magistrală, stea sau arbore utilizând drept mediu de transmisie cablul torsadat. Dezavantajul major al acestui tip de reţea este viteza redusă de transfer, de numai 230 Kbps. Reţeaua de tip TokenRing a fost dezvoltată de IBM la mijlocul anilor ’80. Metoda de comunicaţie presupune pasarea unui jeton (token) de la un calculator la altul. În reţeaua TokenR ing calculatoarele sunt conectate într-un inel logic astfel încât semnalul purtător de informaţie circulă de la un calculator la altul de-a lungul inelului. Un jeton (care este un mesaj special) este transmis în inel trecând pe rând pe la toate calculatoarele. Dacă un calculator nu are mesaje de transmis el va trimite mai departe jetonul, către următorul calculator din inel. Dacă în schimb doreşte să transmită date către alt c alculator, atunci în momentul când primeşte jetonul, el va ataşa mesajul
Reţele metropolitane - MAN (Metropolitan Area Network)
acoperă arii geografice mai întinse, de regulă un cartier sau un oraş. Reţelele de tip MAN utilizează în general tehnologii similare cu reţelele locale şi pot suporta transmisia atât de date cât şi de voce. Este posibil ca reţelele MAN să aibă legături şi cu reţeaua locală de televiziune prin cablu. Pentru reţelele MAN există şi un standard specific numit DQDB (Distributed Queue Dual Bus) care prevede existenţa a două magistrale (cabluri) unidirecţionale la care sunt conectate toate calculatoarele.
Reţelele de largă răspândire geografică -WAN (Wide Area Network) acoperă arii foarte întinse: o
ţară, un continent sau chiar întregul glob. O astfel de reţea conţine o serie de calculatoare pe care utilizatorii îşi rulează programele de aplicaţie şi care poartă numele de calculatoare gazdă (deoarece găzduiesc programele utilizatorilor) sau sisteme finale. Acestea sunt conectate între ele printr-o subreţea de comunicaţie care are rolul de a transporta mesaje le de la un calculator gazdă la altul. Subreţeaua de comunicaţie este alcătuită în principiu din două elemente: liniile de transmisie şi dispozitive de comutare a mesajelor. Liniile de transmisie sunt cele care transportă biţii de date în timp ce dispozit ivele de comutare sunt calculatoare specializate utilizate pentru conectarea a două sau mai multe linii de transmisie. Atunci când sosesc mesaje pe o linie, dispozitivul de comutare alege linia de ieşire pe care trebuie transmise mai departe acele date. Dispozitivele de comutare sunt denumite adesea rutere. Dispozitive hardware utilizate în reţele
Hardware-ul reţ elelor include toate calculatoarele, dispozitivele periferice şi alte echipamente necesare pentru transferul datelor în reţ ea. Vom discuta în continuare despre cele mai importante dispozitive hardware care intr ă în alcătuirea reţ elelor: servere de fişiere, calculatoare client (staţ ii de lucru), adaptorul de reţ ea, hub-uri, repetoare, punţ i şi rutere.
Pagina 2 din 4
Componentele unei retele de calculatoare si rolul acestora Voicu Carla Nicoleta │ CIG - ID │ an I, sem I S erverul de fi şiere reprezintă nucleul multor reţ ele de calculatoare. El este un PC foarte performant cu o
memorie RAM şi discuri magnetice de mare capacitate. Sistemul de operare care face posibil ă comunicarea în reţ ea precum şi majoritatea programelor de aplicaţ ie rezidă de obicei pe serverul de fişiere. Acesta controlează comunicaţ ia între nodurile reţ elei şi pune la dispoziţ ia tuturor celorlalte calculatoare resursele sale: baze de date, imprimante etc.
S taţ iile de lucru sau calculatoarele client sunt conectate la server şi ele sunt dotate cu un software necesar
pentru a realiza conectarea. O sta ţ ie de lucru poate fi aproape orice tip de calculator - este posibil ca o sta ţ ie de lucru să nici nu aibă floppy disc sau hard disc deoarece toate fişiere vor fi salvate pe hard-discul serverului.
A daptorul de re ţ ea este un dispozitiv utilizat pentru a realiza conexiunea fizic ă între un calculator şi restul
reţ elei.
Hub-ul este un dispozitiv care furnizează un punct central la care se conecteaz ă toate staţ iile de lucru şi serverul
de fişiere. Reţ elele la care calculatoarele sunt conectate sub formă de stea utilizează un astfel de dispozitiv - de la fiecare calculator pleacă câte un fir care este conectat la hub. Acesta distribuie un mesaj care vine de la un calculator către toate celelalte calculatoare care sunt conectate la el. De obicei, un hub nu numai c ă distribuie mesajele către calculatoarele din reţ ea, dar le şi amplifică electric. Un hub are de regulă 8, 16 sau 24 de porturi la care se pot conecta calculatoarele. Repetorul este un dispozitiv care are rolul de a amplifica semnalul electric şi se utilizează atunci când lungimea
cablului de reţ ea depăşeşte o anumită limită. De exemplu, într-o reţ ea locală în care calculatoarele sunt conectate prin cablu torsadat, lungimea maximă a cablului între un calculator şi hub nu trebuie să depăşească 100 de metri. Dacă apare situaţ ia în care un calculator este situat la o distanţă mai mare de 100m, atunci pe cablu se introduce un repetor care preia semnalul, îl amplifică şi îl transmite mai departe. Puntea este un dispozitiv care permite conectarea mai multor reţ ele locale. Puntea monitorizează traficul de
date în ambele reţ ele pe care le conectează şi transfer ă date dintr-o reţ ea în alta atunci când este necesar. Un dispozitiv punte poate “asculta” reţ ele pe care le conectează şi î şi poate contrui o tabelă cu toate adresele calculatoarelor din ambele reţ ele. Fiecare mesaj primit de punte de la o reţ ea va fi inspectat şi dacă adresa destinaţ ie apar ţ ine unui calculator din cealaltă reţ ea atunci el va fi transferat c ătre cea de-a doua reţ ea. Trebuie subliniat faptul că o punte poate conecta doar re ţ ele de acelaşi tip (de exemplu două reţ ele Ethernet, dar nu o reţ ea Ethernet cu una TokenRing). Ruterul este un dispozitiv complex care este utilizat pentru a face legătura între reţ ele de tipuri diferite. Ruterele
mai sunt utilizate şi în reţ elele de largă r ăspândire pentru a dirija mesajele de la sursă la destinaţ ie. Pentru a găsi drumul pe care trebuie să-l parcurgă un mesaj, ruterul trebuie să memoreze adresele calculatoarelor sau a celorlalte rutere şi să menţ ină informaţ ii despre starea legăturilor dintre acestea. Avantajele / Rolul utilizării reţelelor de calculatoare:
Permit partajarea res urs elor . Toate programele şi toate echipamentele din reţea, indiferent de localizarea lor fizică, pot fi disponibile pentru orice utilizator conectat la reţea.
De exemplu:
protejarea software-ului de baza (conduce la reducerea costului cumpararii licentelor de software pentru fiecare PC, se cumpara un singur pachet m ultiutilizator); partajarea unor resurse hardware (memorie externa, imprimanta, scanner etc.);
Asigurarea unei fiabilităţi mai mari .
Pagina 3 din 4
Componentele unei retele de calculatoare si rolul acestora Voicu Carla Nicoleta │ CIG - ID │ an I, sem I De exemplu , fişierele mai importante pot fi copiate pe mai multe calculatoare astfel încât atunci când
unul dintre acestea nu este disponibil, de exemplu din cauza unei defecţiuni hardware, fişierele pot fi în continuare accesibile prin copiile de pe celelalte maşini Raportul preţ / performanţă. Calculatoarele mici au un raport preţ/performanţă superior calculatoarelor mari (mainframe). Acestea din urmă deşi au performanţe cu un ordin de mărime mai mari decât calculatoarele personale, au un preţ de circa 1000 de ori mai mare. Datorită acestei diferenţe între preţ şi performanţă foarte multe organizaţii au trecut la utilizarea reţelelor formate din calculatoare personale. Datel e mai importante sunt memorate pe unul sau mai multe servere de fişiere. Restul calculatoarelor din reţea poartă numele de calculatoare client iar întregul model de comunicaţie se numeşte client-server . Comunicaţia într -o astfel de reţea se desfăşoară sub forma unui mesaj de cerere prin care clientul solicită serverului executarea unei acţiuni. Serverul execută acţiunea solicitată şi trimite rezultatul obţinut clientului.
S calabilitatea.
Termenul de scalabilitate se referă la posibilitatea ca odată cu creşterea volumului de prelucrări să crească şi performanţa sistemului prin adăugarea de noi calculatoare în reţea. Acest lucru nu este posibil în situaţia utilizării unui singur calculator puternic. De exemplu:
flexibilitatea în extindere, prin adaugarea ulterioara a unor noi PC-uri, ca statii de lucru;
Reţelele de calculatoare reprezintă un mediu de comunicaţie între angajaţii unei întreprinderi. Cooperarea între oameni aflaţi la distanţă devine astfel foarte uşor de realizat. De exemplu:
posta electronica (utilizatorii pot comunica si schimba fisiere);
Alte avantaje oferite de o retea sunt: o
o o
securitatea datelor confidentiale (accesul la retea este protejat, nepermitându-se accesul unor utilizatori neautorizati); managementul centralizat al datelor; utilizarea unor sisteme de operare diferite pe workstation-urile retelei.
Pagina 4 din 4
