Componentele hardware ale unei retele locale

Cablurile si placile de retea sunt cele mai importante partie componente ale une retele de calculatoare. Prin urmare un viitor administrator al unei retele trebuie sa cunoasca foarte bine aceste componente pentru a le putea administra. De asemenea, trebuie sa stiti si despre folosirea celorlalte componente intalnite um ar fi hub-urile , switch-urile, bridg-urile, repetitoarele, routere-le.

Mediul de transmisie .

Am vazut in capitolele anterioare modul de conectare fizica al calculatoarelor dintr-o retea. Vom prezenta mai departe, mediile de transmisie utilizate pentru aceste conexiuni si care sunt elementele dupa care se decide mediul de transmisie.

Ce este un mediu de transmisie ? Mediul de transmisie este suportul pe care se transfera informatia . Fiecare mediu de transmisie are prprietatile sale si poate fi utilizat pentru anumite situatii. Intr-o retea de calculatoare , mediul de transmisie are un fol fundamental, de el depinzand viteza de transfer a datelor si eficienta retelei de calculatoare . De asemenea, el are efect si asupra costurilor de realizare ale retelei de calculatoare.

Cele mai cunoscute mediii de transmitere sunt :

cablul bifilar

cablu coaxial

mediul radio

fibra optica

transmisia in infrarosu

transmisia prin microunde

Aceste medii de transmitere se bazeaza pe folosirea unor materiale de tipul cuprului, sticlei sau a undelor radio si aerului. Ele se bazeaza pe folosirea semnalului electric, a undelor radio, microundelor sau a energiei produse de transmisia luminii . Mai exact, aceste medii de transmisie se bazeaza pe spectrul undelor electromagnetice . Acest spectru al undelor electromagnetice ocupa o gama foarte larga care merge de la curenti electrici pana la undele gama si cele infrarosii .

Aceste semenale sunt traduse in informatii reprezentate sub forma binara pe care calculatorul le intelege.

Cuprul este cel mai uzual mediu de transmisie folosit pentru construirea cablurilor . Este folosit de peste un secol in transmiterea datelor si probabil va mai fi folosit . Tehica de transmitere a datelor se bazeaza pe folosirea semnalelor electrice . Ofera un suport de transmitere a datelor acceptabil, cu distrorsiuni minime a semnlului intre sursa si destinatie. Cablurile de cupru transmit de fapt impulsuri electrice intre calculatoare, impusuri electrice pe care le folosesc si calculatoarele . Din acest motiv nu mai este nevoie de conversii ale semnalului . Totusi, trebuie remarcat faptul ca un curent transmis de- lungul unui cablu isi pierde din energia initiala o data cu cresterea distantei fata de sursa emitatoare. Astfel, este necesara o cantitate mare de energie pentru a opera la vitezele foarte mari la care lucreaza calculatoarele actuale.

Sticla . Stim , de la fizica , ca fotonii sunt particule elementare ale luminii. Fotonii , spre deosebire de mediile de transmisie bazate pe cupru, nu sunt afectati de interferentele provocate de echipamentele electrice sau de undele radio. Pe baza acestor elemente , astazi exista o alta modalitate de conectare in retele si anume prin fibra optica . Ea se exploateaza faptul ca lumina poate fi transmisa prin fibre foarte lungi de sticla . Se stie ca lumina poate fi transmisa kilometrii intregi fara a fi atenuata . Un singur fir de cablu de fibra optica poate transmite date cu o viteza de peste 2 Gbps. Astfel, intr-o secunda , printr-un cablu de fibra optica am putea transmite o cantitate de informatie echivalenta cu 60000 de pagini de text. Din pacate , instalarea unui cablu de fibra optica ridica multe probleme fata de instalarea unnuia de cupru . In primul rand probleme de costuri mult mai mari legate de instalare si necesitatea folosirii unor placi de retea rapide ( care costa mult ) . Acest mediu este folosit in general pentru cazurile in care este nevoie de viteze mari de transmitere si unde din cauza interferentelor mari , nu se pot folosi cabluri pe baza cupru.

Aerul. Da, si aerul este un mediu de transmitere folosit in cazul transmiterii in infrarosu . Transmiterea in infrarosu trimite datele prin aer. Ea se foloseste pentru implementari temporare , pentru situatii in care cablarea este dificila sau acolo unde calculatoarele sunt mutate permanent. Din pacate , acest mediu de trnsmitere are destul de multe restrictii. In primul rand, porturile celor doua calculatoare conectate astfel, trebuie sa se vada unul pe celalalt, fotonii neputand trece prin pereti . In al doilea rand , nu permite viteze mari , asa cum permit cuprul si fibra optica . Tipic, cele multe retele lucreaza la viteze de 10 Mbs iar cele rapide lucreaza la 100Mbs spre deosebire e cel in infrarosu care ajung la 3 ,4 Mbs.

Undele radio. O alta modalitate de transmitere a datelor tot prin aer, o reprezinta undele radio , mediu care incepe sa faca o mare concurenta cablurilor din cupru. Trebuie sa va ganditi la telefoanele mobile care folosesc undele radio pentru transmiterea vocii sau la posturile de radio si televiziune. La fel se pot folosi si pentru conectrea alculatoarelor . Undele radio au avantajul de a putea fi transmise in toate locurile ( chiar si dificile ) , ele reprezenand o solutie moderna de conectare, solutie care nu mai depinde de spatiul folosit, de evolutia vremii , etc.

Printre problemele care apar sunt cele legate de gasirea unui spectru radio liber, pentru ca multe dintre acestea sunt ocupate de posturile de radio sau televiziune sau dedicate pentru comunicatiile militare sau guvernamentale.

Cablurile utilizate ca medii de transmisie.

Cablurile sunt construite in general dintr-un conductor central, format din fire sau fibra optica , imbracat intr-un invelis izolator de plastic . Cele trei tipuri de cabluri folosite sunt cablul bifilar torsadat, cablul coaxial si fibra optica . Cablurile sunt folosite in general pentru retelele locale de dimensiune mica. Cablurile transmit in mod normal semnalele aflate in zona inferioara a spectrului undelor elcrtomagnetice , cum sunt semnalele elctrice sau undele radio.

In retelele de calculatoare se utilizeaza doua tipuri de cablu bifilar:cablu protejat(Shielded Twisted Pair cable-STP) si cablu neprotejat (Unshielded Twisted Pair cable -UTP).

Cablul bifilar Cablurile torsadate au una sau mai multe perechi de fire de cupru pentru transmisia semnalelor electrice, fiind cele mai utilizate cabluri in telecomunicatii.Firele unui astfel de cablu sunt rasucite pentru a scadea interferentele. O pereche de fire este bicolora, fiecare fir de alta culoare fiind rasucit in jurul celuilalt .

a.         Cablul bifilar torsadat neprotejat (UTP) este format dintr-un numar de perechi rasucite care sunt invelite intr-un strat de plastic . Este des utilizat in telefonie dar si in cazul retelelor de calculatoare. Exista mai multe categorii de cabluri ce depind de calitatea fiecarui tip de cablu, ele putand transfera date la diverse viteze ce variaza intre 4 -100 Mbps. In retelele de calculatoare aceste cabluri au cel putin dubla pereche , necesitand in capete conectori RJ-45. Aceste cabluri de tip UTP ofera cateva avantaje motiv pentru care sunt cele mai folosite. In primul rand , necesita costuri de achizitie si instalare mici. Apoi, el poate transmite viteze intre 1 -155 Mbps la distante de peste 100 m. Totusi , trebuie sa evidentiem faptul ca are loc atenuarea semnalului foarte repede, motiv pentru care se recomanda ca lungimea maxima a cablului intre doua calculatoare ( sau hub) sa nu depaseasca 100 m si faptul ca sunt expuse interferentelor electromagnetice ( de exemplu interferentele produse de motoarele electrice sau lampile fluorescente).

b. Cablul bifilar torsadat protejat (STP) . Difera de cablul UTP prin existenta in cazul acestui cablu STP a unui strat protector din aluminiu sau poliester intre invelisul exterior si fire. Acest invelis de protectie il face mai putin vulnerabil la interferentele electromagnetice deoarece acest invelis este pus la masa . De asemenea, in cazul in care nu este conectat corect la masa , riscurile interferarii, precum si posibilitatatea de acces sunt minime . Acest cablu protejat este mult mai potrivit pentru retelele LAN. De exemplu, retele IBM Token Ring utilizeaza STP in diferite variante, in functie de calitatea si modul de configurare a cablului iar retele locale Apple Computer utilizeaza un standard complet diferit de cablu bifilar protejat. Fiecare producator de echipamente si software de retele locale are standardul sau in ceea ce priveste diferitele tipuri de cabluri , precum de conectori , precum si referitor la lungimile maxime ale cablurilor. Sa trecem in revista avantajele si dezavantajele utilizarii acestor cabluri protejate. Printre avantaje se remarca reducerea fenomenului de atenuare a semnalului fata de cablurile UTP , existenta protectiei la interferentele electromagnetice si posibilitatea de a avea ( cel putin teoretic ) capacitate de banda de pana la 500 Mbps pe o lungime de maxim 100m . Dezavantajul principal (comparand cu cel UTP ) este costul relativ mare, plus necesitatea existentei unor conectori speciali si conectarea cablului la masa , duc la o instalare mai dificila .

2. Cablu coaxial . Se compune din doua fire pe aceeasi axa . In centrul cablului se afla un fir gros de cupru , izolat cu un invelis de plastic. Acest strat este invelit cu cel de-al doilea conducator , rasucit , ca un tub. Acest al doilea conductor are rolul de a proteja cablul impotriva interferentelor electromagnetice. El este asociat de multe ori cu stratul protector . Deasupra celui de-al doilea conductor se afla un invelis de plastic , care are rolul de a proteja cablul de umezeala sau de razele de soare`. Cablurile coaxilae au diverse dimensiuni , fiind si clasificate in functie de dimensiuni (RG) si de rezistenta la curent continuu sau alternativ (masurata in ohmi si numita impedanta). Cel mai folosite cabluri coaxiale sunt :

cablu coaxial de 50 de ohmi, numit RG-8 si RG-11, utilizat la retelele Ethernet pe cablu gros.

cablu coaxial de 50 de ohmi, numit RG-58, utilizat la retelele Ethernet pe cablu subtire .

cablu coaxial de 75 de ohmi, numit RG-59, utilizat pentru cablu de televiziune .

cablu coaxial de 93 de ohmi, numit RG-62, utilizat pentru retele stea.

Acest tip de cablu se remarca printr-un cost destul de mic. De exemplu, pretul cablului coaxial subtire este mai mic decat al celui bifilar protejat sau a celui neprotejat, in schimb cel coaxial gros este mai scump . Se instaleaza destul de usor conectorii in capete , este rezistent la socuri mecanice . In general acest cablu coaxial este folosit pentru retele punct - la - punct , fie pentru retele stea. Legarea la plac de retea din calculator presupune folosirea unor conectori T ( care se conecteaza in conectorul de pe cablu ) sau conectori vampiri . Cablul coaxial trebuie sa fie conectat la masa (circuitul de masa are ca efect inchiderea circuitului electric din retea ) si sa aiba terminatie (terminatiile cablului previn undele reflectate in cablu care pot produce interferente ) . Viteza tipica pentru retelele bazate pe cablu coaxial este de 10 Mbps, viteza fiind proportionala cu diametrul firului interior. Daca la cablul bifilar, puteam conecta doar doua calculatoare, cablul coaxial poate accepta pana la 30 de noduri pentru cablul subtire , respectiv de 100 pentru cablul gros. Atenuarea semnalului exista si in cazul acestui cablu , dar mult mai putin decat la cel bifilar. De aceea, segmentele de cablu coaxial pot atinge lungimi de pana la 2000 de metri. Cablul coaxial este si el vulnerabil la interferentele electromagnetice.

3. Fibra optica. Prin cablul de fibra optica sunt transmise semnale optice in loc de semnale electrice. Acest mediu de transmisie este mult mai eficient decat oricare din celelalte medii existente. Din pacate, un singur lucru il opreste sa devina uzual si anume, pretul cablului si al instalarii acestuia.

Fiecare fibra are un miez de sticla sau plastic care conduce undele luminoase. Acest miez de sticla este inconjurat de inca unul , care reflecta inapoi in miez undele difuzate spre exterior. Fiecare astfel de fibra este introdus intr-un invelis protector de plastic. Acest invelis poate fi strans sau larg.

In varianta cu invelis strans, plasticul protector care inconjoara fibrele include uneori si fire de protectie care au rolul de a preveni ruperea fibrelor. Varianta cu invelis larg prezinta un spatiu intre el si invelisul exterior, spatiu umplut cu un gel special sau cu alt material. Invelisul in sine are rolul de protectie la rupere sau la frig, iar gelul impreuna cu invelisul exterior au rolul de a furniza o protectie suplimentara a fibrelor.

Un cablu poate contine o singura fibra, dar cel mai des in centrul cablului sunt stranse mai multe fibre intr-un singur manunchi . O fibra optica este mult mai ingusta si mai usoara fata de firul de cupru, aproximativ egal cu cel al firului de par uman.

Fibrele optice pot fi monomod sau multimod. Fibrele monomod permit unui singur flux de lumina sa parcurga fibra si necesita pentru transmisie semnale laser. Acest tip de fibra permite o capacitate de banda mai mare decat cea a fibrei multimod, dar este si mult mai scumpa. Fibrele optice multimod permit mai multe cai de transmisie simultane . Caracteristicele fizice ale fibrei multimod permit receptionarea tutror cailor simultan, ca si cum ar fi un singur semnal. In plus, acest tip de fibra optica este ieftin , deoarece necesita pentru transmisie LED-uri, care sunt mult mai ieftine decat laserul .

Fibrele optice se deosebesc prin dimensiunea si tipul miezului interior de sticla, precum si prin dimensiunea si tipul invelisului de protectie . Dimensiunea si puritatea miezuluiinterior de sticla determina cantitatea de lumina ce poate fi transmisa la un moment dat . Cele comune tipuri de fibre optice sunt urmatoarele :

interior de diametru 8,3 microni- invelis 125 microni, monomod.

interior de diametru 62,5 microni- invelis 125 microni, multimod.

interior de diametru 50 microni- invelis 125 microni, multimod.

interior de diametru 100 microni- invelis 125 microni, multimod.

Intr-o retea locala instalarea fibrei optice intre calculatoare sau echipamentele retelei presupune folosirea unor placi de retea din fibra optica . Aceste placi de au o interfata de intrare si una de iesire unde sunt conectate direct cablurile de fibra optica cu ajutorul unor conectori speciali, celelalte capete fiind atasate la un echipament central de conectare(media convertor). Echipamentele de interfata optica ( placile de retea speciale ) convertesc semnalele electrice provenite de la calculator in semnale luminoase care pot fi astfel transmise pe fibra optica.

Cablurile de fibra optica au din pacate costuri mari datorate cablului in sine si a instalarii dificile. Totusi , ofera o largime de banda foarte mare intre 100 Mbps si 2 Gbps . Atenuarea pentru aceste cabluri este mult mai mica fata de cele de cupru , in mare parte datorita faptului ca lumina nu este radiata in exteriorul fibrei, cum se intampla in cazul cablurilor de cupru . De aceea , cablurile de fibra optica pot transfera semnale luminoase pe distante de kilometri fara a fi afectate de atenuare . dar, fibra optica este afecta de un alt efect negativ numit dispersie cromatica. Sa explicam ce inseamna acest efect. La un moment dat , pe fibra de sticla circula fluxuri de lumina care au diferite lungimi de unda, iar culorile aferente acestor sunt imprastiate in fibra cu intensitati diferite . Efectul dispersiei cromatice este acelasi ca si in cazul curcubeului , cand lumina alba este separata in culorile componente. Efectul negativ al acestei impartiri in culori este ca , la o distanta de cativa kilometri, un bit poate fi interpretat gresit deoarece este deplasat cu una sau mai multe pozitii in fluxul de date. Trebuie sa evidentiem faptul ca cablurile de fibra optica monomod nu sufera de pe urma acestui efect , motiv pentru care este folosit pentru conectarea la distante de sute de kilometri. De asemenea , cablul de fibra optica nu poate fi afectat de interferentelel electromagnetice . In plus , nu se poate face un acces neautorizat (prin cablu) la retea .

Cablurile optice sunt folosite in retelele FDDI, retele bazate pe topologia Token Ring (acestea sunt retele de mare viteza).

Medii de transmisie fara fir .

Mediile de transmisie fara fir nu utilizeaza nici conductori electrici, nici conductori optici. In cele mai multe cazuri , mediul de transmisie este atmosfera pamantului . Acest tip de mediu este utlizat in special in cazurile in care instalarea cablurilor sau a fibrei optice este extrem dde dificila. Exista trei tipuri de medii de transmisie fara fir : undele radio, microundele si transmisiile in infrarosu.

Sisteme de transmisie prin unde radio.

Undele radio au frecvente de transmisie de la 10 kHz pana la 1 GHz. Spectrul electromagnetic ce acopera benzile de frecvente intre 10 kHz si 1GHz se numeste spectru de radiofrecventa . In spectrul de radiofrecventa sunt incluse urmatoarele tipuri de unde radio:

unde scurte

unde radio FM ( frecventa medie ) si unde VHF ( frecventa inalta ) de televiziune.

unde ultrascurte de radio si televiziune.

Mare parte a spectrului de radiofrecventa este standardizat si prin urmare pentru a emite pe anumita frecventa trebuie obtinuta o licenta . Exista si frecvente nestandardizate care pot fi folosite, dar echipamentele de transmisie nu trebuie sa aiba o putere d emisie prea mare ( din pacate ingustand latimea de banda ).

Undele radio pot fi transmise omnidirectional sau unidirectional folosind diverse tipuri de antene de emisie : antene omnidirectionale, antene dipol , fire de lungimi variabile , etc. Pentru retelele de calculatoare se folosesc trei tipuri de unde radio :

unde radio emise cu putere mica pe o singura frecventa : costuri mici , folosite pentru distante mici cu un numar mic de noduri.

unde radio emise cu putere mare si pe o singura frecventa: costul este mare , permit distante de conectare mai mari , numar de noduri mai mare . Este nevoie de licenta de emisie.

unde radio emise cu spectru imprastiat sunt performante oferind numar mare de noduri , o latime de banda mare .

Sisteme de transmisie prin microunde

Sistemele de comunicatii prin microunde utilizeaza frecventele joase din domeniul gigahertzilor . Aceste frecvente, mai mari decat frecventele radio, produc viteze de transmisie a datelor mai mari si au performante mai bune decat undele radio. Se folosesc doua tipurim de sisteme de comunicatii prin microunde : sisteme terestre si sisteme prin sateliti . Sistemele terestre de microunde utilizeaza de obicei antene parabolice directive pentru transmiterea si receptionarea semnalelor de frecvente joase din domeniul gigahertzilor. Semnalele sunt foarte concentrate , iar calea fizica intre receptor si transmitator trebuie sa fie in linie dreapta ( emitatorul si receptorul trebuie sa se vada direct unul pe celalalt ) . Implica costuri mari pentru conectare.

Sistemele de transmisie prin satelit transmit semnalele intre antenele parabolice directive. La fel ca in cazul sistemelor terestre de microunde , ele utilizeaza.frecvente joase din banda gigahertzilor. Folosirea satelitilor ( prin inchirierea canalelor de satelit ) permite comunicarea cu terminale mobile aflate in cele mai greu accesibile zone de pe pamant.

Sistemele de transmisie in infrarosu . Aceste medii de transmisie folosesc razele infrarosii pentru transmiterea informatiilor . LED-urile sau ILD-urile transmit semnale , iar fotodiodele le receptioneaza . Transmisiunile in infrarosu utilizeaza domeniul terahertzilor din spectrul electromagnetic ( telecomenzile de la televizor, videocasetofoane sau CD-uri se bazeaza pe aceasta tehnologie ) Au viteze mari , dar din pacate semnalele in infrarosu nu pot trece prin ziduri sau alte obiecte interpuse in calea lor. Exista doua moduri de transmisie : punct la punct si omnidirectional .

Adaptoarele de retea ( placile de retea ) .

Adaptoarele de retea se mai numesc si placi de interfata cu reteaua ( NIC- Network Interface cards ) . Ele sunt placi cu circuite ce se conecteaza la placa de baza intr-unul din sloturile placii de baza . Ele sunt echipamente prin care reteaua comunica cu calculatorul.

Adaptoarele de retea efectueaza toate operatiile necesare unui calculator conectat la retea pentru a comunica cu toate celelalte entitati ale retelei . In primul rand , placile de retea convertesc datele din formatul produs de calculator intr-un format ce poate fi transmis sau receptionat pe cablu . Il al doilea rand, realizeaza conexiunile fizice de retea .

Functiile exacte indeplinite de placile de retea depind si de tipul de retea utilizat (vom discuta intr-un capitol separat tipurile de arhitecturi de retele ). De exemplu, in retele Ethernet ( care sunt cele mai raspandite ), placile de retea asculta mediul de transmisie inainte de a incerca sa transmite, filtreaza informatiile care nu le sunt adresate si nu le transfera catre calculator , si mai ales, rezolva problemele aparute in cazul coliziunilor . In schimb , placile de retea din retele Token Ring asteapta receptia unui jeton inainte de a incepe transmisia si trec jetonul mai departe. Placile de retea Ethernet pe fibra optica convertesc datele din cuvinte de 8,16, 32 biti in pulsuri seriale de lumina . Interfetele de retea pentru transmisia prin microunde convertesc datele din formatul calculatorului in format de unde radio seriale .

Datele seriale sunt transferate de pe placa de

Placa de retea 

retea spre cablu

datele paralele sunt transferate

placa de baza din calculator

Sa vedem cum functioneaza adaptoarele de retea.

Aplicatiile instalate pe un calculator personal aflat in retea nu trebuie sa stie cum si in ce fel placa de retea isi indeplineste functiile de conversie a semnalului , deoarce exista un software special numit driver ce se ocupa de de toate aceste aspecte ale comunicatiei . Aceste drivere sunt furnizate de producatorul placii de retea si intervin ca o interfata intre sistemul de operare ( cu care interactioneaza aplicatia ) si placa de retea . Aplicatiile de retea trebuie sa cunoasca doar adresele destinatarilor unde trebuie sa transfere datele prelucrate si apoi sa transfere aceste date , impreuna cu adresele asociate, la placa de retea ( prin intermediul sistemului de operare si a driver-ului ).

Putem compara acest proces de transferare a datelor cu serviciul postal . Daca vrei sa trimiti o scrisoare catre o anumita persoana , trebuie doar sa cunosti adresa persoanei respective si ca trebuie sa compui scrisoarea . Nu te intereseaza detaliile de expediere , adica pe unde trebuie sa mearga scrisoarea, serviciul postal fiind cel care se ocupa de aspectele legate de expediere.

Aceeasi problema se pune si cu calculatorul , acesta netrebuind sa cunoasca tipurile de semnal pentru fibra optica , cablu de curpru sau microunde . Acest lucru il face modulatorul de pe placa de retea care converteste semnalul conform tipului de cablu folosit.

Placa de retea primeste datele de la calculator intr-o portiune din memoria RAM a computerului , zona numita buffer. Datele aflate in buffer sunt apoi transferate intr-un chip care calculeaza valorile sumelor de control pentru informatiile adreselor pare si impare , adrese ce include pe cea a adaptorului de destinatie precum si propia sa adresa . , ce indica de unde vin datele. Adresele placilor de retea Ethernet sunt incarcate direct pe adaptor , din fabrica . De exemplu, pentru retelele Ethernet , placile de retea asculta mediul de transmisie . Daca este liniste ( adica alte placi de retea nu transmit date ), adaptorul incepe sa transmita cadre de date bit cu bit, incepand cu informatiile de adresa, apoi cu datele propiu-zise si la urma suma de control (pentru verificarea corectitudinii datelor ) . Adaptorul de retea trebuie sa converteasca bitii transmisi serial prin semnale electrice intr-un semnal utilizat de mediul de transmisie (optic, microunde , radio, etc). De exemplu, daca placa de retea este conectata la un cablu de cupru care foloseste semnal electric, placa va trebui sa converteasca bitii de date aflati in calculator ( sub forma unor valori de tensiuni de 5 volti ) in valori diferentiate de tensiuni echivalente. Echiapmentul electric , aflat pe placa de retea , care efectueaza aceasta conversie poarta denumirea de transceiver .

Un alt fenomen care apare in retele de calculatoare ( datorat placilor de retea ) este acele de coliziune. Deoarece semnalul dintr-o retea bazata pe Ethernet traverseaza cuprul sau fibra optica cu viteza de 66 % din viteza luminii , exista posibilitatea ca unele adaptoare aflate la o distanta mare sa receptioneze liniste , in timp ce , de fapt, semnalul a inceput sa fie transmis . Acest conflict intre cele doua semnale se numeste coliziune. Cand adaptoarele transmit , ele asculta mediul de transmisie pentru a fi sigure ca datele ce traverseaza mediul sunt cele tranmsise de ele. Daca datele emise sunt receptionate corect ( prin verificarea sumelor de control ) , totul este bine. Daca un alt adaptor incepe sa emita si sa-l intrerupa pe primul , datele receptionate din mediu de primul adaptor nu vor mai coincide cu ce a transmis el. In acest caz , adaptorul va transmite un semnal special catre toate adptoarele din retea prin care le anunta ca s-a produs o coliziune in retea , iar adaptorul caruia ii erau destinate datele va trebuie sa descarce ultimele cadre , ele fiiind eronate. In final, primul adaptor va mai astepta o perioada de timp , dupa care va incerca din nou sa retransmita date.

Configurarea placilor de retea

O problema importanta a celor care se ocupa de instalarea retelei este configurarea placilor de retea . Deoarece adptoarele de retea au aparut ulterior calculatoarelor , nu a fost rezervat nici un spatiu pentru instalarea lor in calculatoare. Cele mai multe placi de retea necesita propriile intreruperi , adrese de porturi si zone rezervate de memorie . Placile de baza care au sloturi PCI, aloca automat IRQ si port pentru intreruperi sau porturi , prin urmare nu necesita o configurare manuala.

Din pacate, adaptoarele de retea aflate in calculatoarele pe sloturile ISA pot intra in conflict cu alte echipamente , deoarece nu este posibil ca doua echipamente sa utilizeze aceleasi intreruperi sau porturi . Din pacate , trebuie sa aflati informatii despre intreruperile si porturile disponibile ( daca ati instalat Windows NT va fi si mai complicat) . Prin urmare va trebui sa aflam care resurse sunt disponibile si cum putem sa schimbam setarile acestor placi de retea. Exista programe de diagnosticare care afiseaza resursele , cum ar fi comanda MSD din Ms -Dos, softul SisSandra. Multe placi de retea detin propriele programe de verificare a placii de retea si de modificare a setarilor placii.

Totusi , pentru calculatoarele personale , intreruperile alocate diferitelor porturi si aplicatii se incadreaza intr-un anumit standard :

Cea mai uzuala setare de IRQ pentru placile de retea locala este IRQ5 , pentru ca acest IRQ este alocat in general pentru placa de sunet sau pentru a doua imprimanta . Alte setari uzuale sunt IRQ3 ( cand calculatoarele nu au decat un port serial) , IRQ 9 sau IRQ15 (daca nu exista al doilea controler de hard disk).

Pentru porturi, daca cele standard 200H, 220H si 240 H sunt ocupate, putem utiliza porturile 280h, 300h, 320h si 360h.

Alegerea unei placi de retea potrivite. O alta problema pe care trebuie sa o rezolvati este aceea de a alege placa de retea potrivita pentru computerele existente. Pentru aceasta va trebui sa tineti cont de urmatoarele aspecte:

in ce fel de retea se va lega computerul : Ethernet, Fast Ethernet, Token Ring, ARCnet, ATM sau alta.

Ce fel de mediu de transmisie a datelor veti folosi.

Ce fel de magistrala ( bus ) are computerul dumneavoastra : ISA, PCI, EISA, VLB, Micro Channel, PC Card (PCMCIA) sau altceva particular. Nu trebuie sa uitati ca magistrala ( deci si slotul de conecatare) ISA este pe 8 sau 16 biti iar cel de PCI este de 32 sau chiar 64 de biti. Prin urmare cautati sa folositi PCI pentru o performanta mai buna.

Componente pentru extinderea retelelor

Retelele mici nu necesita echipamente suplimentare pe langa cele prezentate anterior. Totusi, pentru anumite topologii, pentru extinderea retelei sau pentru conectarea mai multor retele , este nevoie de echipamente suplimentare. Echipamentele de conectare folosite include :

Hub-uri

Repetoare

Routere

Bridge-uri

Gateway-uri

In primul rand pentru a conecta calculatoarele retelei sau pentru a o extinde , se folosesc urmatoarele echipamente :

hub-uri pasive si active

hub-uri inteligente - switch-uri

repetoare

bridg-uri

multiplexoare

Le vom discuta mai departe .

Hub-uri

Este unul din cele mai importante echipamente de retea ( foarte raspandit ) . Toate retelele de calculatoare ( cu exceptia celor mai simple utilizand doar cablu coaxial ) necesita o locatie centrala in care toate cablurile sa se conecteze . Aceste locatii centrale poarta numele de hub-uri sau repetoare multiport sau concentratoare. Acest lucru pemite sa se evite sudarea cablurilor intre ele astfel incat se ofera mai multa flexibilitate si se evita inteferentele intre calculatoare. . Un hub se caracterizeaza prin existenta unui numar de porturi , tipic 5,8 sau 16 porturi de conecatre, in fiecare port putandu-se conecta un calculator sau alt hub. De obicei , se recomanda ca intr-o retea sa nu se depaseasca 30 de hub-uri .

Hub-urile se impart in hub-uri pasive , hub-uri active si inteligente( switch-uri )

Hub-urile pasive nu sunt alimentate cu energie. Ele doar combina pur si simplu n semnalele venite pe cabluri . Nu fac nici un fel de regenerare a semnalului sau prelucrarea a acestuia pentru a-l imbunatati .. Deoarece nu amplifica in nici un fel semnalul , lungimea maxima a cablului trebuie redusa la jumatate pentru acel tip de retea.

Hub-urile active . Sunt asemanatoare cu cel pasive , dar ele sunt alimentate cu energie. Ele permit (prin intermediul unor echipament electronice pe care le contin) regenerarea si amplificarea semnalului . Deoarece funcsioneaza si ca niste repetoare (amplificand semnalul ) se mai numesc repetoare multiport . Printre dezavantaje enumeram faptul ca sunt mai scumpe si ca amplifica si zgomotul odata cu semnalul util.

Hub-urile inteligente. Acestea , in afara de regenerarea semnalului , asigura si unele functii de administrare a retelei si de selectare inteligenta a rutelor . Un hub cu comutatie (switch ) va alege intotdeauna numai portul echipamentului unde semnalul trebuie sa ajunga si nu-l va trimite catre toate calculatoarele conectate la hub. Multe dintre hub-urile inteligente pot alege calea optima spre calculatorul destinatie. Un avantaj este acela ca se pot conecta la el permanent toate segmentele de retea , deoarece pe un anumit segment nu vor trece decat semnalel destinate lui.

Repetoare . Toate mediile de transmisie atenueaza semnalele care trec prin ele. Efectul principal al acestuei atenuari este faptul ca distantele dintr echipamente sunt limitate. De aceea , inserarea unui echipament care sa amplifice semnalul va duce la lungimi mai mari ale cablului . De exemplu, pentru cele mai rispandite retele (mai ales in Romania) Ethernet 10BaseT, un cablu nu va trebui sa depaseasca 100 de m. De aceea , va trebui conectat un echipament intre bucatiel de cablu daca lungimea depaseste 100 de metri. Aceste echipamente se numesc retoare. Si ele se impart in doua categorii : amplificatoare si regeneratoare de semenale. Primele doar amplifica semnalul , amplificand si zgomotul. Regeneratoarele de semnal creaza un duplicat exact al semnalului util.

Bridge Acestea conecteaza segemente de retea. Utilizarea bridge-urilor intr-o retea permite marirea retelei. Spre deosebire de repetor , care pur si simplu transmite toate semnalele receptionate, un bridge selecteaza segmentele de retea unde trebuie sa mearga semnalul. Acest lucru este facut pe baza citirii tuturor pachetelor de date receptionate si routarea pe baza acestor adrese. Principalul avantaj al acestor echipamente , pentru retele cu trafic incarcat , ajuta la scaderea congestiei si a traficului in retea . Exista doua tipuri de bridge-uri: bridge-uri transparente si bridge-uri cu routarea surselor .

Multiplexoare. In unele cazuri, un mediu de transmisie poate gestiona o capacitate mai mare fata de capacitatea unui sin gur semnal. Multiplexoarele permit utilizarea mai eficienta a benzii mediului de transmisie prin combinarea a doua sau mai multe semnale distincte si transmistearea lor impreuna . Semnalul original poate fi apoi extras din fluxul multiplexat, la destinatie , aceasta operatie numindu-se demultiplexare. Multiplexarea este o tehnnica care permite atat mediilor de bada ingusta cat si celor de bada larga sa asigure tranmsitearea canalelor multiple de date. Cu alte cuvinte, multiplexoarele asigura o modalitate de partajare a segment a unui segment de medie prin combinarea mai multor canale pentru transmiterea pe acel segment. Exista mai multe metode de combinare a canalelor . Metoda cea mai buna depinde de tipul de mediu ( daca este de banda ingusta sau de banda larga ) pe care se aplica . Cel mai bun exemplu de multiplexare este cablul TV. Acesta permite transmiterea a mai multe semnale ( canale de TV) pe un singur cablu coaxial. Exista un dispozitiv numit demultiplexor care demultiplexeaza semnalele corespunzatoare tuturor canalelor TV transmise pe acel cablu.

Exista trei metode principale de multiplexare :

multiplexare cu diviziune de frecventa .

multiplexare cu diviziune de timp.

multiplexare statistica cu diviziune de timp.

Conectivitatea intre retele. Componentele de mai sus sunt componentele unei singure retele. Totusi, pentru conectarea mai multor retele sau a unor segmente din reteaua principala va trebui sa folositi echipamente specifice de conectare . Acestea sunt routerele , brouterele, gateway-urile si CSU/DSU.

Prin intermediul acestor echipamente se obtin cateva avantaje ale conctivitatii intre retele :

reducerea traficului din retea : fara aceste echipamente de interconectare intre retele , pachetele de date pot traversa si afecta intreaga retea. Cu ajutorul acestor echipamente de interconectare intre retele , cea mai mare parte a traficului rimane in reteaua locala si numai pacehetele ce au destinatie alte retele traverseaza aceste echiapamente .

optimizarea performantelor retelelor : beneficiul principal al reducerii traficului consta in optimizarea performantelor acelei retele .

simplificarea administrarii : problemele aparute intr-o retea pot fi mult mai usor de identificat si rezolvat intr-o retea de proportii mici, in comparatie cu una de dimensiuni mari.

Eficienta traversare a distantelor georgrafice mari : deoarece legaturile oferite de retelele de arie mare sunt in general lente si mult mai scumpe comparativ cu retele locale, posibilitatea de a avea o retea locala care acopera distante mari poate complica administrarea ei si poate reduce performantele .

Routerele si broutere-le. Reprezinta echipamentul de baza de interconectare a mai multor retele. Un router este o combinatie hardware si software , ce conecteaza doua sau mai multe retele . Hardware-ul poate fi serverul de retea , un calculator separat sau un echipament specific . Hardware-ul include interfetele fizice in diferitele retele la care se conecteaza . Aceste interfete pot fi Token Ring, Ethernet , T1, ATM ,etc. . Componentele software ale routerului sunt sistemul de operare si protocolul de routare . De asemenea, software-ul de administrare poate fi orice alta componenta software a routerului.

Routerele utilizeaza adresarea logica si fizica pentru a conecta logic doua sau mai multe retele de tipuri diferite . Ele realizeaza acest lucru prin impartirea unei retele in segmente logice de retea ( numite subretele). Fiecare dintre aceste subretele este identificata prin adresa ei logica . Acest lucru permite retelelor sa fie separate , dar in acelasi timp sa poata schimba date intre ele atunci cand este nevoie . datele utile sunt grupate in pachete sau blocuri. Fiecare pachet , pe langa adresa fizica a echipamentului , are si o adresa logica de retea.

Adresa de retea permite routerelor sa calculeze foarte eficient ruta optima catre calculatorul destinatie. Routerele au functii foarte asemanatoare bridge-urilor , dar pastreaza separarea intre retele. Routerele pot fi considerate inteligente prin existenta si utilizarea unui algoritm optim de gasire a rutei optime pentru date. Mai mult, routerele au adrese de retea memorate intr-o tabela de rutare. Aceste tabele contin toate adresele de retea cunoscute si caile posibile catre ele.

Multe dintre routere se mai numesc si broutere . Un brouter este un router care are si functii de bridge. Un brouter incearca intai sa trimita pachetele de date pe baza informatiilor protocolului de retea. Daca brouterul nu cunoaste protocolul de retea utilizat de pachetle de date , atunci va transmite aceste date pe baza adresei fizice . Routerele adevarate rejecteaza pachetele de date care nu au adrese logice corecte. Un brouter poate fi o solutie mault mai buna fata de solutia compusa din router si bridge . Un brouter poate simplifica si administrarea unei retele.

Mai trebuie sa evidentiem faptul ca nu toate protocoalele folosite in retea sunt rutabile. Cele rutabile sunt :

DECnet

DDP (Apple Talk)

TCP/IP

NW Link IPX

OSI

XNS

iar cele nerutabile ( dintre cele mai cunoscute )

LAT ( Digital Equipment Corporation)

NetBEUI

Gateway . Routerele conecteaza foarte bine retelel care utilizeaza protocoale asemanatoare. Dar atunci cand trebuie conectate doua retele care utilizeaza doua protocoale complet diferite , este necesar un echipament mai puternic decat routerul. Un gateway este un echipament care poate interpreat si traduce protocoalele diferite utilizate in doua retele diferite. Gatway-ul poate fi alcatuit din software, hardware sau o combinatie a acestora. Atunci cand avem doua medii diferite care trebuie sa comunice intre ele, gateway-ul este solutia. Printr-un gateway se pot conecta sisteme cu protocoale diferite de comunicatii, cu limbaje si arhitecturi diferite . Trebuie sa remarcam , ca un gateway , pe langa faptul ca este scump, incetineste viteza retelei.

CSU/DSU. Uneori , atunci cand se dezvolta o retea , este mai ieftin si mult mai usor sa se utilizeze retele publice exiistente , cum ar fi reteau telefonica . Conectarea la o astfel de retea se face prin CSU/DSU ( Channel Service Units/Digital service Units ). Echipamentele CSU/DSU translateaza semnalele din reteaua locala in semnale de diferite formate si putere care pot fi transmise pe mediul retelei publice. CSU/DSU sunt deasemenea utile pentru securizarea retelei locale impotriva zgomotului si a tensiunilor foarte mari care pot veni pe reteaua publica.