NOTIUNI FUNDAMENTALE DESPRE INTERNET

NOTIUNI DESPRE RETELE DE CALCULATOARE

Generalitati

O retea de calculatoare este formata dintr-un numar de calculatoare interconectate. Avantaje ale retelelor de calculatoare:

impartirea resurselor intre utilizatori: programe, date si echipamente sunt accesibile unui numar mare de utilizatori, uneori situati la mare distanta;

functionalitate crescuta - aplicatii multiplicate pe mai multe masini, astfel incat daca o parte a sistemului 'cade' partea intacta poate sa functioneze;

este mai ieftin sa realizezi o retea decat sa utilizezi un calculator mare, la aceeasi productivitate;

performantele retelei pot fi marite prin adaugarea de noi unitati.

Aplicatii deosebite ale retelelor:

• Accesul la programe complexe (simulari de tip macroeconomic) care pe calculatoare mari este dificil si scump;
• Accesul la mari baze de date (rezervari de bilete, operatiuni bancare etc.);
• Realizarea, prin retele mari a unui mediu complex de comunicatii (munca la domiciliu).

Clasificare:

Retelele de calculatoare se impart in doua mari categorii:

- LAN (Local Area Network) - retele locale

- MAN (Metropolitan Area Network) -retele medii

- WAN (Wide Area Network) - retele mari

In continuare vom prezenta o serie de elemente fundamentale referitoare la retelele locale de calculatoare (LAN).

Scurt istoric:

C Prima generatie de LAN-uri a aparut la inceputul anilor 70. Prin efortul conjugat al firmelor Xerox, Intel si Digital Equipment Corporation, a fost lansata la inceputul anilor 80 tehnologia Ethernet, care utiliza pentru interconectarea terminalelor cablu coaxial, ce asigura o viteza de 10 Mb/s. Ulterior s-a trecut la folosirea cablului torsadat care este mai ieftin si mai usor de instalat (UTP - Unshielded Twisted Pair).

C A doua generatie de LAN-uri a aparut la sfarsitul anilor 80 si a condus, prin utilizarea fibrelor optice sau a altor modalitati de interconectare, la marirea vitezei de transfer pana la 100 Mb/s.

C A treia generatie de LAN-uri, care suporta viteze de Gb/s, a inceput sa apara in jurul anului 1990 si foloseste ca mediu fizic de transmisie cablurile pe fibre optice.

O mentiune se cuvine a fi facuta referitor la LAN-uri cu legaturi prin radio (wireless - necablate). Aceste retele permit utilizatorilor dintr-o cladire sa comunice folosind legaturi radio fara a mai fi necesara instalarea cablurilor. Se pot folosi unde radio de banda larga, legaturi prin radiatii infrarosii directionate sau difuzate. Aceste retele sunt mai lente decat cele cablate (2-5 Mb/s).

Elemente componente ale unei LAN

Din punct de vedere hardware sunt necesare, pentru interconectarea componentelor unei retele, urmatoarele elemente:

C Cabluri. Acestea pot fi coaxiale, fire torsadate sau fibre optice. Sistemul de cabluri metalice este caracterizat de impedanta, capacitate, atenuare, viteza semnalului, caracteristici de zgomot. Din punct de vedere al distribuirii legaturilor prin cablu se poate distinge o cablare nestructurata, dependenta de aplicatie si rigida din punct de vedere al modificarii topologiei, si o cablare structurata, independenta de aplicatie, cu un design flexibil si modular.

C Module de interfata cu reteaua (placi de retea). Aceste module (adaptoare) realizeaza cuplarea unitatii centrale cu reteaua si sunt standardizate.

C Transcievers    (receptoare - transmitatoare). Sunt folosite cand se realizeaza cuplarea la un mediu fizic altul decat cel utilizat in mod normal de modulul de interfata cu reteaua.

C Hub-uri pentru cablaje. Initial un Hub era un simplu concentrator, asigurand conectarea unui numar (de la 8 la cateva sute) de statii intr-o configuratie stea. Actualmente aceste echipamente ofera si functii de administrator de retea, permitand monitorizarea de la distanta cu ajutorul software-ului de administrare a retelei.

C Repetoare. Sunt echipamente ce amplifica semnalele pentru a mari distanta fizica pe care poate actiona o retea.

C Bridge-uri (punti). Sunt dispozitive care conecteaza doua sau mai mult LAN-uri.

C Router-e. Sunt echipamente de dirijare a traficului de date, realizand conexiuni la un nivel arhitectural superior fata de bridge-uri.

C Gateway-uri (porti). Sunt dispozitive care interconecteaza LAN-uri care folosesc protocoale complet diferite la toate nivelurile de comunicatie.

Din punct de vedere software, pentru a functiona, o retea are nevoie de un sistem de operare de retea (NOS - Network Operating System). Exemple de astfel de sisteme de operare sunt: Novell Netware, Microsoft OS/2 LAN Manager, IBM LAN Server etc. Figura 1 ilustreaza principalele tipuri de cabluri utilizate pentru retele.

Figura . Tipuri de cabluri utilizate in retelele de calculatoare

Arhitecturi de retele locale

C Arhitectura client-server. Aplicatiile software sunt distribuite intre entitatile din retea. Clientii cer informatiile de la unul sau mai multe servere din retea care stocheaza aceste aplicatii. Un singur server suporta mai multi clienti simultan.

C Arhitectura egal la egal (peer to peer). Oricare doua componente ale retelei pot comunica, fara a apela la serviciile de dirijare ale unui calculator puternic (mainframe) din retelele traditionale. Fiecare PC poate deveni server, putand schimba rolurile intre cel de utilizator si cel de ofertant de servicii. Figura 2 ilustreaza cateva topologii de retele.

Structura retelelor locale de calculatoare

Vom descrie in continuare structura unei retele ierarhice de tip Novell. Aceste retele se intind la nivelul unei cladiri sau grup de cladiri. Sunt compuse din:

• File server -gestioneaza intreaga activitate a retelei, controleaza toate accesele la resursele comune (fisiere, imprimante), asigura securitatea si realizeaza comunicatiile intre statii. Pe el este instalat S.O. al retelei. File server-ul poate fi dedicat sau nededicat;
• Statii de lucru - sunt de regula PC-uri obisnuite, uneori fara HDD sau FDD.
• Periferia -imprimante, unitati de disc, plottere etc, comuna pentru utilizatorii retelei.
• Elemente de conectare -placa speciala de interfata introdusa in calculator si cablu de legatura.

Tipuri de utilizatori:

• utilizatorul obisnuit - lucreaza la o statie de lucru in cadrul retelei.
• operatorul- este un utilizator caruia i se dau anumite drepturi privind utilizarea resurselor.
• supervizorul - asigura buna functionare a intregii retele. Are drepturile cele mai largi.

Figura . Topologii de retele de calculatoare: a) retea stea, b) retea pe mai multe nivele ierarhice,

c) retea magistrala, d) retea inel

Securitatea retelei

Exista mai multe modalitati de a asigura securitatea retelei:

a) Securitatea la conectare: Utilizatorul isi declara la conectare numele care este recunoscut de file server. Poate fi folosita si o parola. Supervizorul mai poate introduce restrictii:

• de timp (numar de ore de lucru limitat);
• de statii de lucru (utilizatorul se va putea conecta doar de pe anumite statii);
• conectari curente (se poate limita numarul statiilor ce se conecteaza simultan);
• invalidare cont. La prima conectare utilizatorului i se creeaza un cont. Supervizorul poate invalida acest cont si utilizatorul nu se mai poate conecta;
• blocarea 'spargatorului' dupa un numar de nereusite de conectare.

b) Securitatea prin drepturi de utilizator:

Aceste drepturi controleaza posibilitatile de lucru ale unui utilizator intr-un director dat: R (read), W (write), O(open), D (delete) etc.

c) Securitatea prin drepturi permise in directoare:

La crearea unui director utilizatorii pot avea drepturi ca cele descrise mai sus.

d) Securitate prin atributele fisierelor si directoarelor:

Read-Write, Read-Only, Shearable/Non shearable.

e) Drepturi efective: reprezinta intersectia multimii drepturilor utilizatorului cu drepturile in director.

2.2. Protocoale

Un set de standarde cu larga aplicabilitate este setul OSI care organizeaza comunicatia de date in retea pe sapte nivele, ilustrate in Figura 3.

Figura . Nivelele OSI

Asocierea intre diferitele tipuri de utilizatori si nivelele OSI este ilustrata in Figura 4.

Figura . Impartirea nivelelor dupa tipuri de servicii

2.3. Modemuri

Generalitati

Modemurile sunt utilizate pentru a converti informatia din memoria calculatorului intr-un    format compatibil cu transmiterea pe liniile telefonice. Numele vine de la MODULARE / DEMODULARE. Exista doua tipuri constructive de modemuri:

- modemuri interne - care sunt montate ca placi in calculator si folosesc sursa de alimentare a acestuia

- modemuri externe - care au sursa de alimentare autonoma (deci trebuie conectate la priza) si care se leaga la calculator pe interfata seriala (COM1, COM2). Figura 5 ilustreaza folosirea unui modem extern.

Figura . Modem extern cuplat la un calculator

Modemurile interne nu ocupa un port serial, dar au dezavantajul ca un soc de tensiune pe linia telefonica poate produce distrugerea placii de baza a calculatorului.

Daca modemurile pot realiza si operatiunea de transmitere a faxurilor, ele se numesc fax-modemuri.

Din punct de vedere al vitezei de transmitere a datelor, modemurile se clasifica in:

- modemuri lente (300 - 2400 bps - biti pe secunda);

- modemuri rapide (9600 bps);

- modemuri foarte rapide (viteze mai mari de 14400 bps) ;

Utilizarea modemurilor

Viteza mare de transmisie a datelor necesara a condus la conflicte cu limitarile liniilor telefonice. Ca urmare, au aparut modemuri care corecteaza erori si tehnologia comprimarii datelor. Standardele de telecomunicatii se numesc protocoale. Cele mai raspandite standarde sunt V. 42 bis, V. Fast (conexiuni la 28800 bps). Cateva exemple de producatori de modemuri: Practical Peripherals, Hayes, Intel, U.S. Robotics, Supra.

Modemurile externe dispun de un numar de indicatoare luminoase (LED- uri) care arata in orice moment starea modemului sau a transmisiei.

Semnificatia LED - urilor pentru modemul extern:

AA Autoanswer (raspuns automat)

RX Receive Data (receptioneaza date)

TX Transmit Data (transmite date)

CD DCD - Data Carrier Detect (detecteaza purtatoarea de date)

OH Off Hook (scos din furca)

HS High Speed (viteza mare)

TR DTR - Data Terminal Ready (terminalul de date e pregatit)

MR Modem Ready (modemul e pregatit)

Un modem se poate afla in urmatoarele moduri de functionare:

- modul online - cand preia orice comanda tastata si o trimite catre interlocutorul de la distanta;

- modul comanda - cand accepta comenzi destinate lui.

Comenzile pentru modem reprezinta un limbaj specific si modemurile vor accepta comenzile impuse de firma Hayes Microcomputer Products, Inc., deci sunt compatibile Hayes.

Corectarea erorilor

In cazul transmiterii datelor pe liniile telefonice, din cauza zgomotului este posibil sa apara erori. Modemurile realizeaza o verificare a transmisiei si in cazul detectarii unor erori, pachetul respectiv de date este retransmis.

Comprimarea datelor

Pentru a reduce durata transmiterii, modemurile pot comprima datele.

Protocoale de modem

Protocoalele reprezinta standarde sau reguli pentru desfasurarea unor actiuni. In cazul modemurilor se folosesc urmatoarele protocoale:

- protocoale pentru modulatie (ex. V. 32 bis)

- protocoale pentru comprimarea datelor (ex. MNP/5)

- protocoale de transfer de fisiere (ex. Xmodem -128 octeti-, Kermit, Zmodem -batch)

Parametri de linie: numar de biti / caracter, paritate, biti de stop.

Softul de modem: Pentru a exploata un modem, pe calculator trebuie sa fie instalat un soft de modem. Exista un mare numar de programe de comunicatie care pot fi utilizate (ex.: Hyper Access, Hyper Terminal, sub Windows).