CONCEPTUL DE RETEA DE CALCULATOARE

CONCEPTUL DE RETEA DE CALCULATOARE

O retea de calculatoare (computer network) este un ansamblu de calculatoare conectate intre ele prin intermediul unui mediu de comunicatie (cablu coaxial, cablu torsadat UTP, fibra optica, sau unde electromagnetice) cu scopul de-a utiliza in comun resursele fizice (imprimanta, scanner etc.), si a resurselor logice (software de aplicatie, baze de date, fisiere), existente pe calculatoarele care alcatuiesc reteaua. Deci un calculator poate accesa, sau altfel spus poate partaja (sharing) echipamentele hardware, datele, programele si facilitatile unui alt calculator din acea retea.

Calculatoarele sunt echipamente de lucru foarte performante, cu care se poate procesa text (aplicatia Word), se prelucreaza datele pe foi de calcul (aplicatia Excel), se pot realiza baze de date (aplicatia Access), se pot prelucra desene si imagini etc. Dezavantajul lor consta in faptul ca pentru a trece aceste date de la un calculator la altul, trebuiesc stocate pe dischete, CD-uri sau stick-uri, transportate la un alt calculator si memorate pe hard-discul acestuia. Din acest motiv a aparut necesitatea conectarii mai multor calculatoare intre ele, pentru a forma o retea de calculatoare Conceptul de conectare a unor calculatoare pentru a utiliza resursele in comun, se numeste lucru in retea. Intr-o retea de calculatoare, se pot partaja:

Ø      resursele fizice (hardware), care se pot utiliza in comun: unitatile de discuri, imprimantele, sau scannerele. Partajarea, este posibilitatea utilizarii in comun a echipamentelor hardware, instalate pe oricare dintre calculatoarele retelei, de toti utilizatorii, care au calculatoarele conectate in retea.

Ø      resursele logice (software) sunt programele instalate, aplicatiile, fisierele, sau bazele de date. Se recomanda ca resursele software care se utilizeaza in comun intr-o retea, sa fie puse pe un disc partajabil.

Toate retelele de calculatoare au anumite componete comune. Acestea sunt:

Ø      serverele, sunt calculatoare specializate, care ofera utilizatorilor retelei resurse partajate. Servere pot fi de: fisiere (muzica, filme, jocuri), de tiparire, de posta electronica, de pagini web, de comunicatii etc.

Ø      Clientul, sau statia de lucru (workstation), sunt calculatoarele folosite de utilizatorii unei retele, care acceseaza resursele retelei partajate de server.

Ø      mediul de comunicatie, este alcatuit din totalitatea cablurilor, conectorilor si echipamentelor folosite pentru a interconecta calculatoarele, pentru a forma o retea.

CLASIFICAREA RE ELE DE CALCULATOARE

In functie de aria geografica pe care se realizeaza, retelele de calculatoare se clasifica:

A    Retele locale LAN (Local Area Network), sunt retelele de calculatoare realizate la nivelul unei cladiri sau al unui grup de cladiri, avand distanta dintre calculatoare de pana la 1000 m;

A    Retele metropolitane MAN (Metropolitan Area Network), sunt retelele in care se interconecteaza calculatoarele dispuse intr-un oras, sau intr-o metropola;

A    Retele de arie mare WAN (Wide Area Network), sunt retelele care interconecteaza calculatoarele dispuse la nivelul unei regiuni, la nivelul unei tari, sau la nivel mondial. O retea WAN interconecteaza mai multe retele LAN, prin intermediul retelelor de telecomunicatii.

O alta clasificare a retelelor de calculatoare, este in functie de complexitatea organizarii retelei:

A    Retelele de la egal la egal (peer-to-peer), se numesc astfel deoarece toate calculatoarele din retea indeplinesc si rolul de client si pe cel de server. Aceste retele se mai numesc si grupuri de lucru (Workgroup). O retea peer-to-peer este foarte simpla din punct de vedere al organizarii, deoarece are cel mult 10 calculatoare. Pe calculatoarele care se conecteaza in retea se instaleaza sisteme de operare client, cum ar fi Windows 95 sau Windows NT Workstation.

A    Retele bazate pe server (client/server), au devenit modelul standard, pentru lucru in retea. Un server este un calculator specializat, care ofera servicii clientilor. Calculatorul specializat pe un anumit serviciu numit server, este un calculator pe care este instalat un sistem de operare pentru retea : Windows NT/2000, NetWare, Unix. Serverul, controleaza resursele comune ale retelei (imprimante, unitati de discuri, scanner, fisiere, sau programe software). Mai asigura deservirea cererile clientilor din retea si asigura securitatea fisierelor si a directoarelor. Statia de lucru (Workstation) este un calculator pe care ruleaza un sistem de operare (Windows, Unix, Linux etc.) si care este folosit de utilizatori pentru a beneficia de serviciile oferite de server.

Principalul avantaj al retelelor bazate pe server este partajarea resurselor. Un server este proiectat pentru a oferi oricarui client, acces la resursele partajate, asigurand in acelasi timp fiecarui utilizator performantele si securitatea necesara. Resursele fiind localizate pe server, reteaua de calculatoare este mai usor de administrat. Un alt avantaj al retelelor bazate pe server, este securitatea retelei, care este asigurata de adminstratorul retelei pentru fiecare calculator si utilizator din retea. O astfel de retea poate avea mii de utilizatori.

STRUCTURA RE ELELOR DE CALCULATOARE

O retea de calculatoare este alcatuita din:

A    calculatoarele intre care se face schimbul de informatii;

A    elementele de conectare;

A    mediul de transmisie

Calculatoarele (computer), sunt cele intre care are loc schimbul de informatii. Dupa rolul pe care il indeplinesc in cadrul retelei, calculatoarele sunt:

server, adica calculatoare pe care este instalat un sistem de operare specializat, care ofera pentru toti utilizatorii servicii unice, specializate (posta electronica, pagini web, fisiere, tiparire etc.). Serverul este acel calculator din retea care contine unitatile de disc, imprimanta sau alte resurse partajate;

client, adica calculatoare pe care este instalat un sistem de operare client, folosit de utilizatori sa ruleze aplicatii si sa comunice cu alte calculatoare din retea.

Retelele de calculatoare sunt formate dintr-un server si mai multe calculatoare client, folosite de utilizatori.

Elementele de conectare, sunt cele care asigura legatura dintre calculatoarele unei retele. Elementele de conectare au dispozitive emitatoare si receptoare si realizeaza schimbul de informatii, dintre calculatoarele conectate in retea. Cele mai importante elemente de conectare sunt:

placa de retea (network interface card), este un element de conectare, care are rolul de-a conecta calculatorul la o retea locala. Placile de retea functioneaza ca interfata fizica intre calculator si cablu de retea. Ele sunt instalate in unul din sloturile de expansiune ale calculatorului, sau serverului de retea. Dupa ce placa a fost instalata, se conecteaza cablul de retea, pentru a realiza legatura fizica intre calculator si restul retelei;

modemul, este un element de conectare prin care un calculator se conecteaza la o retea, cel mai uzual la reteaua Internet. Modemul conecteaza calculatoare aflate la distanta mare, prin utilizarea unei linii telefonice. Pentru a transmite datele prin linia telefonica, modemul face conversia semnalelor digitale din calculator, in semnale analogice. Datele primite de modem de la calculator, sunt adaptate la parametrii fizici si tehnici ai retelei telefonice si trimise pe linia telefonica. Modemul destinatie, va prelua bitii de pe linia telefonica si ii va transmite calculatorului destinatie ;

hub-ul, este un dispozitiv de retea cu mai multe porturi, care este utilizat pentru realizarea retelelor de calculatoare, folosind topologia stea. Hub-ul amplifica semnalul primit de la un calculator si il distribuie catre toate celelalte calculatoare din retea. Un hub se foloseste si in cazurile in care distanta dintre doua componente ale retelei este mai mare decat distanta admisa, pentru a reface parametrii fizici ai semnalului care transporta datele. Ceea ce se receptioneaza la unul din porturile hub-ului va fi regenerat si retransmis catre toate celelalte porturi

comutatorul de retea (switch-ul), este un dispozitiv de retea utilizat pentru interconectarea calculatoarelor, pentru a forma o retea cu topologie stea. Switch-ul, amplifica semnalul primit de la calculatorul care il transmite, si il distribuie catre un singur calculator din retea, calculatorul destinatie. Un switch poate fi folosit si ca un bridge cu mai multe porturi. In acest caz, la un port al switch-ului se conecteaza o retea locala. Un cadru de date receptionat la unul din porturi, va fi analizat pentru a se decide pe care port sa fie retransmis. Datorita directionarii datelor doar catre un

singur port, o retea construita cu switch-uri are performante semnificativ mai bune.

decat o retea construita cu hub-uri;

puntea (bridge), este utilizata pentru legarea a doua retele independente. Un bridge are doua porturi, prin care se conecteaza la cele doua retele. Cadrele de date trimise dintr-o retea spre o alta retea, vor fi preluate de catre bridge din reteaua expeditoare si depuse in reteaua destinatara. Cadrele care au si adresa expeditorului si adresa destinatarului in aceeasi retea, nu vor traversa bridge-ul. Fiecare adaptor de retea are o adresa unica, iar decizia se ia dupa examinarea adresei destinatarului;

ruterul (router), este utilizat pentru interconectarea retelelor LAN intr-o retea mai mare, numita WAN. Are mai multe interfete, fiecare conectata la o retea diferita. La receptionarea unui pachet de date pe o interfata, ruterul despacheteaza datele pentru a verifica unde trebuiesc trimise, apoi le reimpacheteaza si le depune pe interfata corespunzatoare. Fiecare calculator are o adresa unica si fiecare retea are propria adresa, iar ruterul verifica carei retele apartine adresa destinatie;

portile (gateway), sunt nodurile retelei locale de calculatoare, care permit calculatoarelor din acea retea, sa comunice cu calculatoare din alte retele LAN.

Mediul de transmisie

Mediul de transmisie, este suportul fizic folosit pentru transportul semnalelor de la calculatorul transmitator, la cel receptor. In linii mari, mediile de transmisie se impart in doua mari categorii:

Ø     mediile de transmisie cu suport fizic, adica cablurile. Sunt compuse din unul sau mai multe conductoare din cupru, sau fibra optica, care sunt izolate cu un invelis din plastic. Un cablu se realizeaza din mai multe conductoare, protejate de o manta din material plastic. Acest mediu de transmisie, este utilizat pentru retelele locale. Cablurile sunt suport fizic pentru semnalele electrice, sau optice. Din aceasta categorie fac parte: cablul torsadat, cablul coaxial si cablul din fibra optica;

Ø     mediile de transmisie fara fir, adica undele electromagnetice. Sunt utilizate in cazul retelelor care au componentele aflate la mare distanta unele de altele, precum si in cazul retelelor ce cuprind calculatoare mobile. Pentru aceste medii de transmisie, semnalele sunt modulate. Din aceasta categorie fac parte: undele radio, microundele si undele din spectrul infrarosu.

Principalele caracteristici tehnice ale mediului de transmisie, sunt:

Ø     Capacitatea benzii de transmisie, care se exprima, in megabiti pe secunda - Mbps. Capacitatea de transmisie, depinde de banda de frecvente utilizata pentru transmiterea semnalelor. Un mediu cu o capacitate de transmisie mare, are o banda larga de frecventa, iar un mediu cu o capacitate de transmisie mica, are o banda ingusta de frecvente;

Ø     Atenuarea, este fenomenul prin care semnalele electromagnetice isi pierd din puterea electrica cu care au fost transmise prin mediu, pe masura ce creste distanta fata de sursa care le-a emis. Acest fenomen apare din cauza ca mediul de transmisie, absoarbe o parte din energia semnalelor. Din acest motiv sunt limitari ale distantei pe care un semnal o poate parcurge, fara ca acesta sa depaseasca un nivel de degradare. Cu cat semnalul este receptionat la o distanta mai mare fata de sursa, cu atat posibilitatea de a fi decodificat corect este mai mica, din cauza atenuarii;

Ø     Impedanta electrica, este rezistenta electrica pe care mediul de transmisie o opune la trecerea semnalelor electrice, care sunt marimi electrice de curent alternativ. Este un parametru important, deoarece in transmisiunile de date, nu intereseaza doar valoarea impedantei la o frecventa data a semnalului electric, ci si variatia ei functie de frecventa. Specificarea unei valori a impedantei pentru un tip de cablu, trebuie sa se faca pentru o banda larga de frecvente, de la 100kHz la sute de megaherzi. Cablurile folosite in transmisiile de date, prezinta uzual impedante in domeniul 50-150 Ω. Cablurile cele mai folosite, au impedanta de 100 Ω ;

Ø     Diafonia (cross-talk), este o marime care se masoara in dB si arata cum este influentat semnalul de pe un cablu, de cablurile din vecinatatea lui. Ea se masoara ca raportul dintre semnalul util transmis pe cablu si semnalul indus in acesta, de cablurile din vecinatate. Limitarea efectului diafoniei se face prin ecranarea cablului, adica se foloseste un invelis metalic cu rol de protectie, care se leaga la masa. Invelisul se realizeaza dintr-o folie metalica, sau dintr-o tesatura de fire metalice. Ecranarea se poate face pentru intreg cablu, sau separat pentru fiecare fir conductor din cablu. In unele cazuri se folosesc ambele modalitati.

Cablurile coaxiale

Cablul coaxial este folosit ca mediu de transmisie pentru retelele locale. Se compune dintr-un conductor central, care este acoperit cu un material izolator si care la randul sau este inconjurat de un conductor exterior. Aceste doua conductoare dispuse coaxial, sunt acoperite de un strat izolator de protectie. Structura unui cablu coaxial este prezentata in figura de mai jos.

Deoarece campul electromagnetic al semnalului care se transmite exista doar in spatiul dintre cei 2 conductori, el nu poate fi influentat de campurile electromagnetice externe. Datorita acestei protectii fata de influentele exterioare, cablul coaxial, se foloseste la transmisii pe distante mai mari. Cablurile coaxiale se conecteaza intre ele si la echipamentele de retea, prin conectori BNC. In figura de mai jos se prezinta conectorii utilizati.

Cablurile coaxiale pot avea mai multe dimensiuni, specificate prin raportul d/D, unde d este diametrul conductorului central, iar D este diamentrul conductorului exterior. Ambele diametre sunt exprimate in mm. In retelele de calculatoare se folosesc:

      cablul coaxial subtire (thinnet), este cablul care are raportul diametrelor 1,2/3,5 mm. Cablu coaxial subtire este flexibil, motiv pentru care se instaleaza usor. Cablul coaxial subtire are si avantajul ca este ieftin;

      cablul coaxial gros (thicknet), este cablul care are raportul diametrelor 2,6/9,4 mm. Acest tip de cablu este mai greu, mai rigid si mai scump. Cablul coaxial gros, are avantajul ca are banda de frecvente mai larga In figura se prezinta un cablu coaxial subtire si unul gros.

Cablurile torsadate

Cablurile torsadate (rasucite, sunt cele mai folosite cabluri pentru realizarea retelelor locale de calculatoare. Acestea sunt de doua tipuri :

              cablul UTP (Unshielded Twisted Pair) cablu torsadat in pereche, neecranat, continand 4 perechi de fire. Fiecare pereche de fire este rasucita, cu un pas cuprins intre 80 si 200 mm, care difera de la o pereche la alta. In plus, perechile sunt rasucite intre ele, cu un pas de 300 mm, pentru reducerea diafoniei dintre ele. Perechile sunt invelite intr-o manta realizata din material plastic, care asigura protectia mecanica a firelor. Cablu torsadat UTP este cel mai folosit cablu, pentru realizarea retelelor locale. In figura de mai jos se prezinta un cablu UTP, iar alaturat se prezinta conectorul RJ 45, utilizat pentru conectarea cablului la echipamentele din retea.

Izolatiile firelor sunt de culori diferite, pentru a permite identificarea perechilor de fire si corespondenta lor la capetele cablului. Impedanta caracteristica a perechii de cablu UTP, are valoarea de 100 Ohmi. Diametrul exterior al cablului este de 0,43 cm. Dimensiunile sale mici si pretul redus constituie avantaje in folosirea acestui tip de cablu, pentru realizarea retelelor de calculatoare. In figura de mai jos se prezinta modul de dispunere al firelor cablului in conectorul RJ 45, folosindu-se culorile pe care le au izolatiile firelor.

              cablul STP (Shielded Twisted Pair), este cablul torsadat in pereche, ecranat, care contine 4 perechi de fire. Fiecare pereche de fire este rasucita si ecranata cu o folie metalica (pair shield). Toate perechile sunt ecranate electromagnetic cu un ecran exterior din folie sau panglica metalica. Pentru protectia impotriva factorilor mecanici sau de clima, se foloseste o manta exterioara din material plastic. Acest cablu reduce efectele diafoniei dintre perechi si a interferenteleor electromagnetice din exteriorul cablului. Cablul STP este utilizat in locurile unde sunt multe surse de perturbatii electromagnetice. Cablul torsadat STP, are si dezavantaje. Acestea constau in dimensiunea mai mare, greutate mai mare, care fac ca instalarea lor sa fie dificila. Cablul torsadat STP, are un pret mai mare, iar impedanta caracteristica a perechii are valoarea tipica de 150 Ohmi In figura se prezinta un cablu torsadat STP.

Cablurile din fibre optice

Un cablu realizat din fibre optice, este alcatuit din mai multe fibre de sticla, care sunt capabile sa transmita datele la viteze apropiate de viteza luminii. Fibrele optice au cateva avantaje fata de liniile de comunicatie traditionale, din metal:

       cablurile din fibre optice au o latime de banda mult mai mare decat cablurile din metal, asta inseamna ca ele pot transmite date la viteze foarte mari. Deoarece au o atenuare foarte mica, sunt folosite la transmisii pe distante mari;

       cablurile din fibre optice nu sunt afectate de interferentele campurilor electromagnetice exterioare;

       cablurile din fibre optice sunt mult mai subtiri si mai usoare decat firele de metal;

       pe cablurile din fibre optice datele pot fi transmise digital (formatul in care sunt datele in calculator), fara sa fie transformate in semnale analogice.

Principalul dezavantaj al fibrelor optice este pretul mare al instalarii. Un alt dezavantaj esteca sunt mult mai fragile decat firele metalice si sunt mai greu de ramificat. In figura de mai jos, se prezinta modul de propagare a luminii printr-o fibra monomod si structura unei fibre optice.

Fibrele optice transporta semnale de date digitale, sub forma unor impulsuri luminoase. Fibrele optice sunt alcatuite dintr-un cilindru din sticla extrem de subtire, numit miez, inconjurat de un strat concentric de sticla numit invelis, care are rolul de-a asigura propagarea luminii prin reflexie. Fibra este acoperita cu un strat de protectie, din material plastic. In figura de mai jos, se prezinta fibra optica si conectorii ST si SC. Acestia sunt utilizati pentru conectarea fibrei optice la diferitele echipamente de conectare.

1.3 TOPOLOGIA RETELELOR

Prin topologie se intelege dispunerea fizica in teren a calculatoarelor, cablurilor si a celorlalte componente care alcatuiesc reteaua de calculatoare. Topologia se refera la configuratia spatiala a retelei, la modul de interconectare a calculatoarelor si la ordinea care exista intre componentele retelei. Topologia unei retele, determina performantele ei. Topologia unei retele este determinata de tipul cablului utilizat, de modul de dispunere a acestuia si de tehnologia de realizare a retelei din punct de vedere al comunicatiei intre calculatoare. Diferite topologii determina metode de comunicatie diferite, iar toate aceste aspecte au o mare influenta asupra performantelor retelei. In domeniul retelelor locale de calculatoare sunt posibile mai multe topologii, dar trei sunt mai raspandite. Acestea sunt:

Ø   topologia stea

Ø   topologia magistrala;

Ø   topologia inel.

Topologia stea (star), este cea mai utilizata metoda de conectare a calculatoarelor in retea. Aceasta topologie, este cea in care calculatoarele sunt conectate la un echipament, care va fi nodul central al retelei locale. Acest echipament joaca un rol particular in functionarea retelei, deoarece toate comunicatiile dintre calculatoare se vor realiza prin el. Echipamentul central al retelei se numeste Hub sau concentrator si se comporta ca un comutator fata de ansamblul retelei. Cele mai importante caracteristici ale acestei topologii sunt:

Ø    calculatoarele sunt conectate prin segmente de cablu la echipamentul central, numit concentrator sau Hub (Host Unit Broadcast);

Ø    calculatoarele nu pot comunica direct intre ele, ci prin intermediul concentratorului;

Ø    aceste retele ofera sunt administrate centralizat;

Ø    retelele mari necesita o lungime de cablu mare;

Ø    daca echipamentul central se defecteaza, este defecta intreaga retea;

Ø    daca un calculator sau cablul care il conecteaza la hub se defecteaza, nu afecteaza functionarea retelei;

Ø    poate utiliza cablajul telefonic existent intr-o organizatie sau institutie;

Ø    este o topologie care presupune o comunicatie punct la punct, adica datele transmise de un calculator, sunt receptionate doar de calculatoarul caruia ii sunt destinate;

Ø    cablul utilizat pentru a realiza retele locale, este cablul torsadat UTP, iar conectorii utilizati sunt conectorii RJ 45;

Ø    prezinta avantajul unei foarte mari fiabilitati in functionare.

Topologia stea este utilizata pentru realizarea retelelor locale cu cablu torsadat, a carui lungime nu trebuie sa depaseasca 100 m. A devenit cea mai utilizata topologie, ca urmarea scaderii pretului echipamentelor de conectare. Astazi echipamentul de concentrare cel mai utilizat, este comutatorul sau switch-ul. Marele avantaj al utilizarii switch-ului, este ca permite sa se realizeze simultan, mai multe legaturi intre calculatoarele retelei. Echipamentul central se conecteaza prin fire separate la fiecare calculator.In figura de mai jos se prezinta modalitatea de realizare a unei retele locale, folosind topologia stea.

Atunci cand un calculator vrea sa comunice, trimite datele nodului central. Acesta va retrimite datele, catre statia destinatie. Dezavantajul acestei topologii este costul echipamentului de concentrarea traficului, intr-un nod central. Defectarea echipamentului din nodul central, are ca urmare defectarea intregii retele. Un alt dezavantaj este necesarul mai mare de cabluri, decat la topologia magistrala. Intreruperea unei legaturi intre un calculator si nodul central nu va afecta decat respectivul calculator.

Topologia magistrala (bus), sau liniara, este cea mai simpla metoda de conectare a calculatoarelor in retea. Cele mai importante caracteristici ale acestei topologii sunt:

Ø     mediul de comunicatie consta dintr-un cablu coaxial, numit magistrala, care conecteaza toate calculatoarele din retea la un singur cablu;

Ø     este o topologie pasiva, deoarece doar calculatoarele transmit date;

Ø     la un moment dat, numai un singur calculator poate transmite date;

Ø     daca un calculator se defecteaza, el nu afecteaza restul retelei, cu conditia ca placa de retea a calculatorului respectiv sa nu fie defecta;

Ø     prezinta dezavantajul ca daca se intrerupe cablul magistralei, intrega retea nu functioneaza;

Ø     este o topologie care presupune o comunicatie multipunct, adica datele transmise de un calculator, sunt receptionate de toate celelalte calculatoare din retea;

Ø     cablul utilizat pentru a realiza retele folosind aceasta topologie este cablul coaxial, iar conectorii utilizati sunt conectorii BNC;

Ø     prezinta avantajul unui cost redus. Cablul coaxial este ieftin si in cantitate mica, iar conectorii BNC au un cost scazut.

In figura de mai jos se prezinta modalitatea de realizare a unei retele locale, folosind topologia magistrala.

In topologia magistrala calculatoarele sunt dispuse liniar, partajand acelasi mediu fizic. In momentul in care o statie vrea sa transmita date, acestea sunt depuse pe mediul de transmisie, care este comun tuturor calculatoarelor din reteaua locala. Datele sunt receptionate de toate calculatoarele din retea. Topologia magistrala nu necesita echipamente de comunicatie suplimentare, ceea ce o face ieftina. Performantele retelelor construite cu aceasta topologie, descresc foarte rapid pe masura ce numarul statiilor creste. Un alt dezavantaj este acela ca o intrerupere in oricare punct al magistralei, duce la defectarea intregii retele.

Topologia inel (ring), este cea mai moderna metoda de conectare a calculatoarelor in retea. Retelele care utilizeaza acesta topologie, au calculatoarele legate unul dupa celalalt, ultimul calculator fiind conectat cu primul. Cele mai importante caracteristici ale acestei topologii sunt:

Ø     conectarea calculatoarelor se face printr-un cablu in forma de inel, adica nu exista capete libere;

Ø     este o topologie activa, deoarece calculatoarele regenereaza semnalul si apoi transfera datele in retea. Fiecare calculator functioneaza ca un repetor, pentru ca amplifica semnalul si apoi il transmite mai departe. Numai in situatia in care ii este destinat, calculatorul receptioneaza datele;

Ø     mesajul transmis de catre calculatorul sursa, este retras din bucla de acelasi calculator, daca dupa parcurgerea buclei nu a fost retinut de un alt calculator;

Ø     are dezavantajul ca daca se defecteaza un calculator, reteaua nu mai functioneaza;

Ø     metoda de acces la mediu este metoda jetonului (token passing).

Topologia inel este utilizata la realizarea retelelor metropolitane MAN, deoarece mediul de transmisie utilizat este fibra optica. Datorita proprietatilor acestui mediu de transmisie, atenuarea foarte mica, lungimea unui tronson de fibra optica este de 2 Km. Conectorii folositi sunt SC sau ST. Topologia inel se realizeaza prin legarea fiecarui calculator de alte doua calculatoare, formand un cerc. Datele expediate de un calculator vor fi transportate rand pe rand de fiecare calculator intermediar, pana ce ajung la destinatar. Pentru a stabili care calculator are dreptul sa transmita si care doar retransmite, se foloseste un jeton. Pentru cresterea fiabilitatii si performantelor se pot utiliza doua inele. Topologia logica inel se construieste ca o topologie fizica stea, adica fibrele optice sunt concentrate intr-un Hub. In figura de mai jos se prezinta modalitatea de realizare a unei retele locale, folosind topologia inel, in care s-a utilizat cablul din fibra optica si conectori SC.  

In afara topologiilor standard, exista si alte posibilitati de-a realiza retele de calculatoare. Pentru a realiza retele mai mari, se pot folosi combinatii ale topologiilor standard. Cele mai folosite topologii obtinute prin combinarea topologiilor de baza, sunt:

Ø     topologia magistrala-stea (bus-star), care se obtine prin conectarea mai multor retele cu topologie stea, prin intermediul unor magistrale din cablu coaxial. Aceasta topologie prezinta atat avantaje, cat si dezavantaje. Daca un calculator se defecteaza, acesta nu va afecta buna functionare a retelei. Daca se defecteaza un concentrator, toate calculatoarele conectate la el vor fi incapabile sa mai comunice cu restul retelei. Defectarea magistralei, aduce o nefunctionare a retelei pe ansamblul ei, dar fiecare retea locala realizata in topologie stea, este functionala;

Ø     topologia inel-stea (ring-star), este asemanatoare topologiei magistrala - stea. Deosebirea consta in faptul ca la acesta topologie, conectarea concentratoarelor se realizeaza in inel. Avantajele si dezavantajele privind functionarea acestui tip de topologie, sunt identice cu cele de la topologia magistrala - stea;

Ø     Topologia stea extinsa (extended star), este o varianta a topologiei stea, in care exista un concentrator, care este nodul central. Retelele locale sunt realizate dupa topologia stea. Fiecare concentrator al retelelor locale, este conectat la nodul central. Altfel spus, nodurile mai multor retele locale realizate dupa topologia stea, sunt legate intr-un concentrator, care este nodul unei retele stea extinsa;

Ø     Topologia ierarhica (hierarchical), este topologia prin care un calculator se leaga la mai multe calculatoare, aflate pe un nivel inferior. Calculatoarele comunica intre ele numai prin intermediul calculatorului aflat la nivelul superior;

Ø     Topologia completa (mesh), presupune conectarea fiecarui calculator cu toate celelalte calculatoare din retea. Este cea mai performanta si mai fiabila structura, insa chiar si pentru un numar mic de calculatoare nu este practica, datorita numarului mare de interfete necesare si volumului impresionant de cabluri care trebuie folosit.

1.4 CLASIFICAREA RE ELELOR DUPA SISTEMUL DE OPERARE

Intr-o retea de calculatoare, pot exista doua tipuri de sisteme de operare: sistem de operare client (Windows 95, Windows 98, Windows XP, etc) si sistem de operare server (Windows NT Server, Windows 2000 Server, Windows 2003 Server, Unix, Linux etc). Clasificarea retelelor dupa tipul sistemului de operare utilizat, este:

Ø     Retele de la egal la egal (peer-to-peer);

Ø     Retele bazate pe server.

Retelele de la egal la egal (peer-to-peer), sunt acele retele in care partajarea resurselor este facuta de catre fiecare calculator al retelei. Toate resursele sunt puse in comun, de toate calculatoarele din retea. Aceste retele au anumite caracteristici:

Ø     toate calculatoarele sunt egale, fiecare calculator este si client si server, neexistand un calculator responsabil pentru a administra reteaua;

Ø     aceasta retea poate fi realizata cu maxim 10 calculatoare. Aceasta retea se mai numeste si grup de lucru, sau workgroup;

Ø     implica costuri mici si de aceea este des utilizata de firmele mici;

Ø     se utilizeaza atunci cand nu se impun conditii privind securitatea datelor.

Retele bazate pe server (client / server), sunt acele retele care au in componenta lor un calculator specializat numit server. Serverul poate fi specializat ca: server de fisiere si de tiparire, de aplicatii, de posta electronica etc. Retele bazate pe server prezinta urmatoarele avantaje:

Ø     realizeaza partajarea resurselor;

Ø     asigura securitatea accesului la resursele retelei;

Ø     datele din retea sunt salvate, pentru a se asigura siguranta lor;

Ø     se utilizeaza in retelele cu un numar mare de utilizatori.

Pentru o utilizare eficienta a resurselor dintr-o retea, se utilizeaza un server dedicat acestor resurse. Acesta prezinta si avantajul ca asigura securitatea accesului la resursele retelei. Serverul realizeaza autentificarea utilizatorilor intr-o baza de date centralizata, iar accesul este posibil numai dupa validarea utilizatorului. In figura de mai jos, se prezinta o retea bazata pe server.

In retelele in care pe calculatoare este instalat sistemul de operare Microsoft Windows, un calculator este server, daca are instalat unul din sistemele de operare: Windows NT Server, Windows 2000 Server, sau Windows 2003 Server. Aceste sisteme de operare au implementate functiile pentru administrarea si securitatea resurselor. Aceste retele au doua modalitati distincte, pentru administrarea unei retele locale:

Ø     grupul de lucru (workgroup), este o grupare simpla a resurselor partajate ale unei retele locale de calculatoare, fara sa fie necesara existenta unui server si fara centralizarea utilizatorilor sau resurselor pe un server;

Ø     Domeniu (Domain), grupeaza resursele partajate ale unui LAN. In acelasi timp asigura si securitatea accesului la retea prin gestionarea unei baze de date cu utilizatori si drepturi alocate utilizatorilor. Un Domeniu Microsoft este o grupare logica de resurse partajate in retea, care indiferent de locatie, conectare sau tip de resursa fizica, au in comun aceeasi politica de securitate administrata de un Controler de Domeniu. Mecanismul de securitate se bazeaza pe autentificarea utilizatorilor ca facand parte din domeniu. Un domeniu are un calculator specializat pentru administrarea resurselor partajate, care se numeste controller de domeniu. Acesta valideaza utilizatorul, pe baza numelui de utilizator si a parolei, dupa care trimite o confirmare, care permite utilizatorului autentificat, sa acceseze resursa partajata din domeniul respectiv.

Intr-o retea bazata pe tehnologia client-server, exista urmatoarele tipuri de servere:

Ø     Servere de fisiere si de tiparire, care administreaza accesul si folosirea de catre utilizatori, a resurselor de tip fisier si imprimanta. Documentele prelucrate de o aplicatie sunt pastrate pe serverul de fisiere. Daca un client doreste poate sa le incarcace in memoria calculatorului propriu, astfel incat sa le foloseasca local. Cu alte cuvinte serverele de fisiere, sunt folosite in general pentru stocarea datelor si a fisierelor;

Ø     Serverele de aplicatii pun la dispozitia clientilor componenta server a aplicatiilor, precum si datele respective. De exemplu, serverele pastreaza volume mari de date structurate, care sunt usor de accesat. Acest tip de servere difera de serverele de fisiere, in cazul carora datele sau fisierele sunt descarcate in totalitate pe calculatorul care le-a solicitat. La serverele de aplicatii , baza de date se afla pe server si numai rezultatul interogarii este descarcat pe calculatorul care a lansat solicitarea. O aplicatie client care ruleaza local acceseaza datele de pe serverul de aplicatii. Pe calculatorul local va fi descarcat, numai rezultatul interogarii ;

Ø     Serverele de fax, gestioneaza traficul de mesaje fax, spre retea si din retea, partajand una sau mai multe placi de fax modem, instalata pe server;

Ø     Serverul de comunicati, gestioneaza fluxul de date si mesaje e-mail, transmise intre reteaua serverului si alte retele, sau utilizatori aflati la distanta, care folosesc modem si linii telefonice pentru a se conecta la server.

1.5 METODE DE TRANSMITEREA SEMNALULUI

Transmiterea semnalului prin cablu, se poate face prin doua tehnici de transmitere:

Ø     1. transmisia in banda de baza;

Ø     2. transmisia de banda larga.

Transmisia in banda de baza

Sistemele de transmisie in banda de baza, utilizeaza semnalele digitale care se transmit pe un singur canal. Semnalele se deplaseaza sub forma unor impulsuri electrice sau optice. La transmisia in banda de baza, intreaga capacitate a canalului de comunicatie, este utilizata pentru a transmite un singur semnal de date. Semnalul digital foloseste intrega largime de banda a cablului, pentru o singura transmisiune. Viteza de transmisie a canalului este data de banda de frecventa a cablului. Viteza de transmisie, este exprimata in biti pe secunda (bps). Intr-o transmisie in banda de baza, fiecare dispozitiv poate sa transmita semnalele bidirectional, adica poate transmite, dar si receptiona, dar nu in acelasi timp. In figura de mai jos, este prezentata transmisia in banda de baza, pentru un semnal digital.

Transmisia de banda larga

Sistemele de transmisie de banda larga, utilizeaza semnale analogice cu frecventele cuprinse intr-un interval, care se numeste domeniu de frecventa. Semnalele circula prin mediul fizic al retelei sub forma unor unde electromagnetice, sau optice, intr-un singur sens. Daca banda cablului este suficienta, sistemele analogice pot realiza simultan in acelasi cablu, mai multe canale de comunicatie. Fiecarui canal de comunicatie, i se aloca o parte din banda de frecventa. In figura de mai jos, se prezinta tehnica unei transmisiuni de banda larga.

Forma de baza a transmiterii informatiei prin cablu, este transmisia simplex. Asta inseamna ca datele sunt trimise intr-o singura directie, de la emitator la receptor. O alta tehnica de transmise este semi-duplex, cand datele sunt transmise in ambele directii, dar intr-o singura directie la un moment dat. Cea mai eficienta metoda de transmitere a datelor, este transmisia duplex. In cazul acestei metode, datele sunt transmise si receptionate in ambele directii, in acelasi timp.