Retele locale, retele metropolitane si retele cu mare acoperire geografica

Retele locale, retele metropolitane si retele cu mare acoperire geografica

La inceput retelele erau de dimensiuni mici cu cel mult 10 calculatoare si o imprimanta legate impreuna. Tehnologia existenta limita dimensiunile retelei atat in privinta numarului de calculatoare cat si a distantei fizice pe care o putea acoperi. De exemplu la inceputul anilor 80 , cea mai uzuala metoda de cablare permitea conectarea a maximum 30 de utilizatori, printr-un cablu avand lungime maxima de 180-200 de metri. O astfel de retea putea acoperii un singur etaj al unei cladiri sau sediul unei firme mici. O astfel de retea se numeste retea locala sau LAN (Local Area Network)

O retea metropolitana (Metropolitan Area Network - MAN) este o versiune extinsa de LAN ce se poate intinde pe zona ocupata de un grup de birouri invecinate sau chiar suprafata unui oras. Acest tip de retea functioneza pe baza unor tehnologii similare cu cele ale LAN-urilor. Primele retele LAN nu au putut satisface nevoile de interconectare din cadrul organizatiilor mari, cu birouri aflate la distanta unele de altele. Pe masura ce avantajele retelelor au devenit cunoscute si s-au dezvoltat tot mai mult aplicatii pentru mediul de lucru in retea, retelele LAN s-au dezvoltat devenind retele de mare acoperire geografica (Wide Area Network - WAN).

Pentru unitatile care sunt conectate direct la o retea vom folosi termenul de gazda. Acestea pot fi calculatoare (client sau server), imprimante, scannere etc. Pentru ca acestea sa lucreze in retea, ele trebuie sa fie dotate cun un dispozitiv de interfata, numit placa de retea, despre care vom discuta in detaliu in capitolul III. O retea LAN poate fi extinsa utilizand mai multe componente (repetoare, hub-uri, punti, comutatoare), pe care le vom prezenta pe larg, in capitolele in care abordeaza nivelurile OSI la care ele lucreaza.

Topologia defineste structura retelei. Topologia fizica se refera la dispunerea fizica in teren a calculatoarelor, a cablurilor si celorlalte componente ale retelei. Topologia logica se refera la modul cum gazdele acceseaza mediul de comunicatie. Topologia unei retele afecteaza direct performantele retelei. O anumita topologie aleasa influenteaza tipul de echipament utilizat, precum si posibilitatile de extindere a retelei.

In cazul in care calculatoarele sunt conectate de-a lungul unui singur cablu (segment), topologia poarta numele de magistrala (bus)(figura 1.1.a). Topologia de tip magistrala (bus) este numita si magistrala liniara. Consta dintr-un singur cablu, numit trunchi (sau coloana vertebrala sau segment), care conecteaza toate calculatoarele din retea pe o singura linie. Magistrala este o topologie pasiva. Calculatoarele legate la o magistrala receptioneaza datele care sunt transmise in retea. Ele nu actioneaza pentru transmiterea datelor de la un calculator la altul. Daca un calculator se defecteaza el nu afecteaza restul retelei. Intr-o topologie activa calculatoarele regenereaza semnalul si transfera datele in retea. Deoarece datele sau semnalele electronice sunt transmise in intreaga retea , acestea vor parcurge cablul de la un capat la altul. Daca semnalului i s-ar permite sa se deplaseze fara intrerupere, el ar continua sa se reflecte inainte si inapoi de-a lungul cablului, impiedicand celelalte calculatoare sa transmita semnale. Din acest motiv semnalul trebuie oprit dupa ce a ajuns la adresa destinatie. Pentru a opri reflectarea semnalului, la fiecare capat al cablului este plasata o componenta numita terminator, care are rolul de a absorbi semnalele libere. Absorbirea semnalelor elibereaza cablul, astfel incat si alte calculatoare sa poata transmite date. Fiecare capat al cablului trebuie conectat la ceva. De exemplu, un capat poate fi conectat la un calculator sau la un conector pentru a putea mari lungimea cablului. Orice capat liber trebuie cuplat la un terminator pentru a putea preveni reflectarea semnalului.

In topologia stea calculatoarele sunt conectate prin segmente de cablu la o componenta centrala, numita concentrator (hub) (figura 1.1.b). Semnalele sunt transmise de la un calculator emitator, prin intermediul concentratoarelor, la toate calculatoarele din retea. Aceasta topologie isi are originile in perioada de inceput a informaticii, cand toate calculatoarele dintr-o institutie erau conectate la un calculator mainframe central. Retelele cu topologie stea ofera resurse de administrare centralizata. Totusi, din cauza ca, fiecare calculator este conectat la un punct central , acest tip necesita o cantitate mai mare de cablu. In plus, in cazul in care concentratorul se defecteaza cade intreaga retea. Daca un calculator sau cablul de legatura al acestuia la concentrator cade, numai calculatorul respectiv este in imposibilitatea de a primi mesaje; restul retelei va continua sa functioneze normal. Topologia inel conecteaza o gazda la urmatoarea si ultima gazda la prima. Nu exista capete libere. Semnalul parcurge bucla intr-o singura directie, trecand pe la fiecare calculator. Spre deosebire de topologia magistrala, care este pasiva, aici fiecare calculator amplifica semnalul si il trimite la calculatorul urmator. Deoarece semnalul traverseaza fiecare calculator, defectarea unuia afecteaza intreaga retea.

Variante ale principalelor topologii (magistrala-stea si stea generalizata)

Topologia Magistrala-stea este combinatie intre topologiile magistrala si stea. In cadrul topologiei magistrala-stea exista mai multe retele cu topologie stea, conectate prin intermediul unor trunchiuri liniare de tip magistrala. Daca un calculator se defecteaza acest lucru nu va afecta restul retelei; celelalte calculatoare vor putea sa comunice in continuare. Daca se defecteaza un concentrator toate calculatoarele conectate la acesta vor fi incapabile sa mai comunice. In cazul in care calculatorul defectat este conectat la alte concentratoare, conexiunile respective vor fi, de asemenea, intrerupte.

Topologia stea generalizata. Concentratoarele din mai multe topologii stea sunt conectate la un concentrator principal stea.

Alegerea unei topologii se poate face tinand cont de urmatoarele consideratii:

Magistrala

Avantaje:

Folosirea economica a cablului

Mediul fizic este ieftin si usor de folosit

Simpla si fiabila

Usor de extins

Dezavantaje   

Reteaua devine lenta in cazul unui trafic intens

Problemele sunt dificil de localizat

O intrerupere a cablului afecteaza mai multi utilizatori

Inel

Avantaje:

Accesul egal pentru fiecare calculator

Performante constante chiar pentru un numar mare de utilizatori

Dezavantaje:

Defectarea unui calculator afecteaza functionarea intregii retele

Problemele sunt dificil de localizat

Reconfigurarea retelei intrerupe functionarea acesteia

Stea

Avantaje:

Usor de modificat si de extins prin adaugarea unor noi componente

Administrare si monitorizare centralizate

Defectarea unui calculator nu afecteaza si restul retelei

Dezavantaje:

Defectarea punctului central de conectare duce la caderea intregii retele

Topologia logica a retelei exprima modul cum gazdele comunica intre ele, problema pecare o vom aborda in capitolul 3.

Retele larg raspandite geographic. Gazdele(sisteme finale) sunt utilizate pentru a executa programele utilizatorilor si pot fi eventual legate intre ele printr-un mediu de comunicatie formand o retea LAN. Gazdele sau retelele LAN sunt conectate prin sisteme intermediare sau elemente de comutare (routere), care formeaza o subretea de comunicatie sau pe scurt subretea. Elementele de comutare sunt calculatoare specializate folosite pentru a conecta doua sau mai multe linii de transmisie. Cand sosesc date pe o anumita linie, elementul de comutare trebuie sa aleaga o noua linie pentru a retransmite datele mai departe.

Conform acestui model, fiecare gazda este conectata la un LAN in care exista un router sau direct la un router. Colectia de linii de comunicatie si de routere (dar nu si de gazde) formeaza subreteaua.

In cazul celor mai multe WAN - uri, doua routere pot comunica direct, daca sunt legat prin acelasi cablu sau indirect prin intermediul altor routere. Cand un router intermediar primeste un pachet de date, il retine acolo pana cand linia pe care trebuie sa-l transmita mai departe devine libera si apoi il retransmite. O subretea care functioneaza pe acest principiu se numeste subretea punct-la-punct sau subretea cu comutare de pachete.