Reţeaua de calculatoare 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 e 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, WiMAX sau Bluetooth, prin raze infraroşii ca de ex. 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 drept mediu fizic sunt utilizate undele radio, atunci reţeaua se numeşte retea fara fir(wireless).
Reţelele de calculatoare se împart după extinderea lor în următoarele tipuri: LAN, MAN, WAN
Local Area Network
Termenul Local Area Network, prescurtat LAN, provine din l. engleză unde înseamnă "reţea locală" (de calculatoare). Un LAN este un ansamblu de mijloace de transmisiune şi de sisteme de calcul folosite pentru transportarea şi prelucrarea informaţiei. Ele sunt frecvent utilizate pentru a conecta calculatoarele personale şi staţiile de lucru (workstation) din birourile companiilor şi fabricilor, în scopul de a partaja resurse (de exemplu imprimantele) şi de a schimba informaţii. LAN-urile au dimensiuni relativ restrânse, de până la câteva sute de metri, ceea ce înseamnă că timpul de transmisie în cazul cel mai defavorabil este limitat şi cunoscut dinainte. Cunoscând această limită, este posibil să se implementeze anumite tehnici simple care altfel nu ar fi fost posibile. Totodată, se simplifică administrarea reţelei.
LAN-urile utilizează frecvent o tehnologie de transmisie care constă dintr-un singur cablu la care sunt ataşate toate maşinile, aşa cum erau odată cablurile telefonice obişnuite în zonele rurale. LAN-urile tradiţionale funcţionează la viteze cuprinse între 10 şi 100 Mbps, au întârzieri mici (zeci de microsecunde) şi produc erori foarte puţine. LAN-urile mai noi pot opera la viteze mai mari, până la câteva sute de megabiţi/sec.
Reţeaua locală de calculatoare LAN este o combinaţie de componente hardware şi software:
sisteme de calcul care se interconectează;
adaptoare sau plăci de reţea (NIC – Network Interface Card);
mediul fizic de comunicaţie;
unităţi de interconectare (concentratoare / repetoare, etc.);
software de reţea.
Wide Area Network
Termenul Wide Area Network, prescurtat WAN, provine din l. engleză unde înseamnă "reţea extinsă" (de calculatoare). Un WAN este orice reţea care conectează oraşe, regiuni sau ţări De obicei WAN-urile includ linii de telecomunicaţie publice şi elementele de legătură şi conectare necesare. Ele se întind în mod respectiv pe aria unei camere, clădiri, unui campus sau a unei zone urbane. Cel mai extins WAN este Internetul, care în ziua de azi acoperă practic întregul glob pământesc.
WAN-urile se folosesc pentru interconectarea mai multor LAN-uri şi a altor tipuri de reţele, astfel încât să se faciliteze comunicarea între persoane şi computere situate la mari depărtări unele faţă de altele. Multe companii şi organizaţii particulare şi-au construit cu timpul WAN-uri proprii. Altele se bazează pe Internet, unde au acces printr-un abonament la un provider Internet ISP.
Deseori WAN-urile se bazează pe linii telefonice închiriate, dedicate acestui scop. La unul din capetele liniei telefonice se leagă LAN-urile companiei; celălalt capăt este legat de un "hub" al WAN-ului respectiv. Liniile telefonice închiriate (leased lines) sunt scumpe. Mai convenabile sunt legăturile comutate (nededicate) cum ar fi cele bazate pe circuite comutate sau şi pachete comutate. Aceste reţele au nevoie de protocoale (reguli de funcţionare) care asigură transportul şi adresarea mesajelor, aşa cum ar fi familia de protocoale TCP/IP.
Pentru rezolvarea linkurilor folosite în WAN-uri companiile ISP folosesc deseori protocoale ca de ex. Packet over SONET/SDH, MPLS, ATM şi Frame relay. Unul dintre protocoalele mult folosite în trecut a fost X.25 (comutare pachete), care poate fi considerat drept "bunicul" protocolului modern Frame relay.
Cercetările teoretice din domeniul WAN se concentrează pe următoarele teme: modele matematice, emularea şi simularea reţelelor.
Vitezele WAN-urilor variază între circa 1,2 kbit/s şi 16 Mbit/s, iar sistemele bazate pe ATM sau linii închiriate pot atinge chiar viteze de transmisie mai mari de 156 Mbit/s. WAN-urile folosesc drept mediu tipic linii telefonice, linkuri cu microunde şi comunicţiile prin sateliţi.
O tendinţă recentă pentru interconectarea reţelelor companiilor şi organizaţiilor este trecerea de la utilizarea WAN-urilor propriu-zise la WAN-urile virtuale bazate pe tehnicile Virtual Private Network (VPN) din cadrul Internetului. Pentru aceasta există desigur ISP-uri şi firme specializate.
Metropolitan area network
Metropolitan area network, sau MAN, sunt reţele imense care de obicei împînzesc oraşe întregi. Aceste reţele folosesc cel mai des folosesc tehhologia fară fir (wireless) sau fibră optică pentru a crea conexiuni. Definiţia IEEE
Standardul IEEE 802-2001 descrie MAN ca fiind: O reţea metropolitană MAN care este optimizată pentru o întindere geografică mai mare decît reţelele locale LAN, începînd de la cartiere rezidenţiale, zone economice şi pînă la oraşe întregi. Reţelele metropolitane MAN la rîndul său depind de canalele de comunicaţii, de la transfer moderat pîna la transfer înalt de date. Reţeaua MAN în cele mai frecvente cazuri este proprietatea unui singur operator, dar reţeaua este folosită de către mai mulţi indivizi sau 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. Reţele MAN pe lănga reţelele LAN au fost construite fără fir datorită folosirii microundelor,undelor radio, sau undelor laser infra-roşii. Multe companii dau în arendă asau arendează circuitele de la transportatori comuni din cauza costului ridicat a cablului. DQDB, Distribuite Queue Dual Bus, este standardul de comunicare a reţelei Metropolitane. Aceasta este specificat în standardul IEEE 802.6. Folosind DQDB, reţelele pot avea o întindere peste 50 km şi pot opera la viteza de la 34 pînă la 155 Mb/s. Printre primii care au creat reţele MAN au fost Internet peering points, MAE-West,MAE-East, şi Sohonet media network.
Personal Area Network
Personal Area Network
Personal Area Network este o reţea de calculatoare folosită pentru comunicarea dintre perifericile a unui calculator aflat in nemijlocită apropiere de altul. Unele exemple de disozitive care sunt folosite in reţeaua de tip PAN sunt imprimante, aparate de fax, telefoane fixe, PDA(Personal Digital Assistant) sau scanere. Raza de acţiune a reţelelor PAN este aproximativ de la 6-9 metri. Reţelele PAN pot fi conectate cu magistrale USB şi FireWire. O reţea Wireless PAN se poate crea cu urmatoarele tipuri de tehnologii, aşa cum sunt IRDA şi Bluetooth.
Campus Area Network
Campus Area Network este o reţea de calculatoare asemănatoare cu cea de tip LAN dar ea se extinde pe zone geografice mult mai restrînse. Această reţea se poate de considerat ca o formă a reţelei metropolitane, configurată după necesităţi academice. În cazul unei universităţi o reţea CAN, poate face legătură dintre diferite clădiri a campusului care poate include: departamentele academice, bibliotecă universitară reşedinţele studenţilor. CAN este mai mare decît reţelele locale LAN dar mai mici decît WAN, în unele cazuri. Reţelele CAN au fost create cu scopul de a facilita studenţii la accesul liber la reţeau internet şi la resursele universităţii.
Global Area Network
Global Area Network
Specificaţiile reţelei globale (GAN) sunt în curs de dezvoltare de către multiple grupuri, şi nu este o definiţie comună pentru această reţea. În general, reţeaua globala GAN este un model pentru suportarea comunicaţiilor mobile peste un număr arbitrar de reţele WLAN, zone de acoperire prin satelit, etc. În proiectul IEEE 802, aceasta pregăteşte o reţea terestră Wireless Local Area Networks.
Internetwork
Două sau mai multe reţele sau segmente de reţea conectate folosind dispozitive ce operează pe baza layer 3 a sistemului de referinţă OSI, cum ar fi un router. Oricare interconexiune pe lîngă reţelele publice, private, comerciale, industriale, sau reţele guvernamentale tot pot fi numite intrenetwork.
În practica modernă, reţelele interconectate folosesc Internet Protocol (IP). Există trei tipuri de reţele internetwork, în dependenţă de cine le administrează şi cine parcicipă în ele:
Intranet
Extranet
Internet
Reţelele intranet şi extranet la alegere pot avea internet sau pot fi lipsite de acces la internet. Dacă ele sunt conectate la internet, la rîndul său intranetul sau extranetul sunt protejate de accesul neautorizat din internet . Internetul nu este considerat ca o parte a intranetului sau a extranetului, dar poate servi ca un portal de acces la niste porţiuni din extranet.
Topologie
Topologia reţelelor este studiul de aranjament sau cartografierea a elementelor(legături, noduri, etc) dintr-o reţea, în special interconexiunile fizice (reale) şi logice (virtuale) dintre noduri.
O reţea locală este un exemplu de reţea care reprezintă atât o topologie fizică cît şi o topologie logică. Orice nod în reţeaua locală va avea una sau mai multe link-uri către unul sau mai multe noduri din reţea. Pentru determinarea topologiei fizice a reţelei, toate nodurile şi link-urile sunt reprezentate în formă de graf. De asemenea, reprezentarea fluxului de date dintre noduri în formă de graf determină topologia logică a reţelei. Se poate de menţionat că topologia logică şi fizică pot fi identice în orice reţele particulare, dar de asemea ele pot fi diferite. Prin urmare tehnologia reţelei locale este bazată pe teoria grafului.
Cea mai simplă topologie din această categorie este o legătură permanentă între două terminaţii Topologiile de tip switched point-to-point sunt modelele de bază a telefoniei convenţionale. Valoarea definitivă a reţelelor point-to-point este o valoare garantată dinte cele două terminaţii. Valoarea a conexiunilor de tip on-demand point-to-point este proporţională cu numărul de perechi de potenţialii abonaţi şi a fost exprimată în Legea lui Metcalfe.
Topologia BUS
Tipul de topologie de reţea în care toate nodurile de a reţelei sunt conectate la un mediu comun de transmisie care are exact două terminaţii (EN:endpoints), toate datele care sunt transmise între noduri în reţea este transmis în cursul acestei comune de transport şi de mediu în aşa măsură ca să fie primite de către toate nodurile din reţea, aproape simultan (fără a ţine seama de întârzieri răspîndite).
Cele două terminaţii care fac parte din magistrala comuna de transport şi sunt oprite în mod normal, cu un dispozitiv care se numeşte terminală Dispozitivul respectiv absoarbe energia care rămîne în semnal astfel prevenind reflectarea sau propagarea semnalului în direcţia opusă, care poate provoca interferenţă sau chiar poate duce la degradarea semnalului.
Topologia BUS este cel mai simplu mod de a conecta mai mulţi clienţi, dar au adesea probleme cînd doi clienţi doresc simultan să transmită date pe aceiaşi magistrală. Astfel sistemele care folosesc arhitectura de reţea de tip magistrală au proiectate nişte scheme pentru evitarea coliziunilor de date pe magistrala comună, cel mai des este folosită metoda Carrier Sense Multiple Access care controlează resursele partajate a magistralei comune.
Carrier Sense Multiple Access (CSMA) este un protocol Media Access Control (MAC) în care un nod înainte de a transmite informaţia pe magistrala comună verifică prezenţa altui trafic de pe mediul comun de transmisie.
Topologia Star
Tipul de topologie de reţea în care fiecare din nodurile de reţea este conectat la un nod central, numit hub sau switch. Toate datele care sunt transmise dintre nodurile din reţea este transmis în acest nod central, care apoi sunt retransmise la unele sau la toate celelalte noduri în reţea. Această conexiune centralizată permite o conexiune permanentă chiar dacă un dispozitiv de reţea iese din funcţie. Singura ameninţare este ieşirea din funcţie a nodului central, care duce la pierderea legăturii cu toată reţeaua.
Topologia Extended Star
Primul dezavantaj este dependenţa sistemului cu privire la funcţionarea nodului central. În timpul ce eşecul unei legături individuale duce numai la izolarea unui singur nod, pe cînd defecţiunea nodului central duce la perderea legăturii dintre toate nodurile. Scalabilitatea şi performanţa reţelei tot depind de nodul central. Marimea reţelei este limitată de numărul de conexiuni pe care nodul central poate să le suporte. Traficul dintre un nod şi nodul central este izolat de celelalte, dar dacă un nod din reţea ocupă o parte semnificativă din capacitatea de procesare a nodului central atunci celelalte noduri pot să se confrunte cu scăderea performanţei a reţelei.
Topologia Mesh
Topologia mesh reprezintă o reţea care este destinată pentru transportarea datelor, instrucţiunilor şi servicii de transport voce prin nodurile de reţea. Datorită acestei topologii putem dispune de conexiuni continue chiar dacă există legături deteriorate sau blocate. Întro reţea mesh dacă toate nodurile sunt interconectate atunci reţeaua se numeşte complet conectată (EN:fully connected). Reţelele mesh diferă de celelalte reţele, prin faptul că toate părţile componente pot să facă legătură între ele prin „sărituri” ,ele în general nu sunt mobile. Reţelele mesh pot fi văzute ca reţele de tip ad-hoc . Reţelele mobile ad hoc (EN:MANET'S – Mobile Ad hoc networks) şi reţelele mesh sunt strîns înrudite, dar reţelele MANET mai au totuşi să se ocupe de problemele introduse de mobilitatea nodurilor. Reţelele mesh au proprietatea de auto-revindecare: reţeaua poate fi în stare funcţională chiar dacă un nod se defectează sau dacă sunt probleme cu conexiunea. Acest concept se aplică la reţelele fără fir, la reţelele prin cablu şi a softului de interacţiune. Reţelele mesh fără fir (EN:wireless) este cea mai frecventă topologie folosită în zilele de azi. Aceste reţele au fost dezvoltate iniţial pentru aplicaţii militare, dar au fost supuse unei evoluţii semnificative în ultimii zece ani. Progresul echipamentului de transmisuni de date a permis reţelelor mesh să ofera un larg spectru de servicii cum ar fi client-access, servicii backhaul. Nodurile mesh au devenit mai performante unele modele pot suporta mai multe cartele radio, fiecare operînd la diferite frecvenţe.
Modul de conectare
Reţelele de calculatoare pot fi clasificate şi după tehnlogia care este folosită pentru a conecta dispozitive individuale în reţea cum ar fi Fibră Optică, Ethernet, Wireless LAN, HomePNA sau Power line communication. Metodele de conectare sunt în continuă dezvoltare şi deja foarte diverse, începând cu tot felul de cabluri metalice şi de fibră de sticlă, cabluri submarine, şi terminând cu legături prin radio cum ar fi WLAN, Wi-Fi sau Bluetooth, prin raze infraroşii ca de ex. 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 drept mediu fizic sunt utilizate undele radio, atunci reţeaua se numeşte reţea fără fir (wireless). 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 particulare de tip WAN au fost iniţial foarte costisitoare. 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, dar 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 pe care o persoană le poartă cu sine, ca de exemplu telefon mobil, player MP3 sau aparat de navigație portabil.
Proiect realizat de:Salavastru Mihai,Mihaila Cristian Theodor,Romila Remus Arthur
