sâmbătă, 21 ianuarie 2017

Elemente de retea

Tags

Elemente de retea

Introducere
Societatea moderna actuala se bazeazã pe crearea, procesarea, transmisia si consumul informatiei, iar acest lucru e suportat în primul rând de sistemele informatice integrate având ca suport retelele de calculatoare. Asistãm în prezent la o extindere extraordinarã a informatiei în toate domeniile vietii private si publice industriale si comerciale.
În prezent în afara unor situatii speciale, conceptul ierarhizat de calcul propriu anilor 60-70, conform cãruia la un calculator de mare capacitate (main frame) sunt agãtate o multitudine de terminale, este considerat depãsit, facînd loc celui de procesare distribuita, având ca suport de calculatoare.
O retea va cuprinde calculatoare autonome (elemente de baza ), astfel un calculator nu poate controla, porni sau opri alte calculatoare, necesitând o relatie de tip master-slave. Controlul e distribuit, comunicarea facându-se prin mesaje, cu timp de transmisie variabil, diferit de zero.
Topologii de retele
Exista trei topologii majore: stea inel si magistralã.
O retea stea are un singur punct de conexiune, care constitue în general si un punct de control al retelei.
Într-o retea de inel, nodurile sunt conectate într-un cerc continuu cu ajutorul unui cablu de transmisiune comun, iar semnalele sunt transmise unidirectional de-a lungul cercului de la nod la nod cu regenerarea semnalelor la fiecare nod. Un inel ce are un control central e cunoscut ca o buclã.
O retea magistrala (bus) este constituita dintr-un cablu la care sunt conectate direct nodurile. Ea este utilizata de obicei folosind un control distribuit, dar poate avea si un control central al retelei. Spre deosebire de inel însa, o magistrala e pasiva, ceea ce înseamna ca semnalele nu sunt regenerate si retransmise la fiecare nod.
Si alte variante de configurare sunt posibile,deoarece privim reteaua din punct de vedere fizic, inel în forma de stea, magistrala în formã de stea, arbore, plasa (mesh) , inel dual, stea ierarhicã.
Pentru a lucra cu o topologie stea, trebuie si piese hardware în plus de cele utilizate de obicei. Aceste piese ce conecteaza toti membrii retelei, sunt numiai genetic ”hub” (localizat de obicei într-un dulap închis).
Echipamente de retea
O retea are în alcatuirea sa o serie de componente elementare care asigurã buna ei functionare, precum si integrarea sa în cadrul altor retele. În mare, componentele unei retele ar fi: hub, placi de retea (NIC), switch, router, bridge, gateway.
Hub-uri
Un hub (ce poate avea si functii de conectare de cabluri) suportã de la 8 la câteva sute de statii. Mai multe hub-uri pot fi utilizate pentru a suporta un numar mare de utilizatori. Hub-urile sunt la rândul lor conectate între ele folosind orice mediu fizic (coaxial, fire torsadate, fibre optice). Deoarece distanta limita între hub-uri este aproximativ 100m, proiectantii utilizeaza deseori cabluri de interconectare de un tip superior pentru a mari distanta dintre hub-uri. Caracteristicile fizice principale ale unui cablu metalic sunt: grosimea (diametrul), firului activ  si diametrul  exterior. În plus, sistemul de cabluri e caracterizat prin: impedantã, capacitate, atenuare, viteza semnalului, caracteristici de zgomot.
 Hub-urile pentru cablaje se numesc “wiring hubs”. Aceste tipuri de hub-uri oferã un punct de control pentru cablajele aferente computerelor. Ele oferã administratorului retelei un punct central de localizare a cablajelor, ceea ce faciliteaza monitorizarea, mutarea si eventuala mãrire a sistemului. Ele servesc deasemenea pentru a conecta o zonã localã într-o retea cu magistralã de mari dimensiuni.
Nu existã un consens asupra a ceea ce înseamnã un hub. Hub-urile permit unui administrator sã controleze si sã monitorizeze de la distantã reteaua cu ajutorul software-ului de administrare a retelei. Producãtori de hub-uri sunt de exemplu Cabletron Systems, SynOptics, 3Com si Ungermann Bas.
 Hub-urile au început a fi dotate si cu interfete ATM începând cu 1993.
Unele dintre noile facilitãti de hub sunt:
- procesarea semnalelor de alarmã pentru a determina dacã o problemã poate fi rezolvatã fãrã a fi necesarã  anuntarea administratorului retelei;
- pornirea automatã a retelei si oprirea sa la momente specificate de timp;
- capacitatea de a administra reteaua;
- operarea ca servere de terminal;
- posibilitatea de a actiona ca gateway-uri de Ethernet;
- platforme de aplicatie: procesoare RISC cu discuri de Gbytes ( file servere, print servere) integrate în locatii de hub-uri protejate fizic. Functiile tipice include dirijarea, E-mail, getaway SNA etc. ;
- lãrgime de bandã de frecventã dedicatã unei statii;
- gateway-uri (porti);
- suport de bridge (punte) între FDDI si token ring;
- functii de securitate (limitarea accesului prin parole la porturi, criptarea pachetelor de date etc. );
- posibilitatea de comutare port cu port;
- hub-uri pentru LAN-uri (Local Area Networks) necablate.
 Hub-urile implementeazã facilitãti de comutare pentru a facilita conectarea logicã a sistemelor la segmentul de transmisie adecvat. Se utilizeazã diferite tipuri de hub-uri ce pot fi folosite pentru a conecta aceste sisteme. Exista hub-uri de modul, hub-uri de grup, si hub-uri de port.
 Hub-urile de modul nu oferã nici o facilitate de comutare în cadrul unui hub pentru a putea asigna banda de frecventã a unui LAN. Hub-urile de modul, hub-urile obisnuite sau repetoare multiport sunt utilizate pentru a conecta grupe de sisteme la segmentul de transmisie adecvat.
 Hub-urile de grup au implementatã în interiorul lor o facilitate de comutare ce permite fiecãruia dintre multiplele grupe de porturi de a fi interconectate la unul din segmentele de transmisie. Cu un hub de grup, un întreg grup de porturi din hub este atatat la un acelasi segment de transmisie.
 Hub-urile de port, denumite câteodatã si hub inteligent, pot folosi o facilitate de comutare sofisticatã din hub ce permite fiecãrui port individual sã fie asignat unui segment de transmisie adecvat. Asemenea hub-uri permit o mare flexibilitate în crearea de grupuri de lucru, mai ales atunci când se poate selecta un segment de transmisie pentru fiecare port cu ajutorul software-ului de administrare al retelei, iar grupurile de lucru pot fi modificate în mod dinamic.
La nivel general, hub-urile pot fi caracterizate în hub-uri Ethernet cu configuratie fixã,
hub-uri Ethernet cu configuratie modularã si multislot si hub-uri multifunctie si mixte.
 Switches
 Unul  dintre cele mai interesante aspecte ale conectãrii retelelor si ale lucrului în retea, apãrut în ultima perioada a anilor ’90 este viteza mare cu care evolueazã tehnologiile. În alte industrii, tehnologiile experimenteazã cresteri revolutionare cam de la 5 la 15 ani sau chiar mai mult.
 Cursa pentru a asigura rezolvarea problemelor cu maximum de eficientã si viteza este deschisã, si toti, de la vânzãtori la corporatiile ce achizitioneazã produsele lupta pentru respectarea regulilor acesteia.
Dispozitive asemãnãtoare cu hub-urile sunt si switch-urile. Ele sunt dispozitive ce citesc adresa de destinatie din headerul pachetului de date si-l redirectioneazã la portul de destinatie corespunzãtor.
Bridge
Bridge-urile, care asigurã suportul unor conexiuni de date, leagã douã retele locale  împreunã si transmite înainte cadre tinând cont de adresa de control a accesului lor (MAC= Media Acces Control). Adesea, conceptul de router este mai des întâlnit decât cel de bridge. Putem defini un bridge ca fiind un router de nivel jos (low-levcl router).
Un bridge comandat conecteazã douã retele locale comandate pe o legãturã care de obicei este înceatã (cum ar fi de exemplu reteaua telefonicã), pe când un bridge local conecteazã douã retele locale adiacente local împreunã.
Bridge-urile nu cunosc protocoalele de nivel înalt, asta însemnând cã ele se vor descurca cu adresele de IP,IPX si în acelasi timp cu orice noi protocoale care vin odatã cu acestea. Totodatã, bridge-urile asigurã un mod de a segmenta retelele care folosesc protocoale ne-routabile, cum ar fi NetBEUI.
Bridge-urile sunt adesea mult mai dificil de controlat decât router-ele. Protocoalele de tipul IP-ului au asociate protocoale de rout-are foarte sofisticate, oferind administratorului de retea posibilitatea de a exercita un control riguros asupra rout-arii. Din acest motiv bridge-urile sunt potrivite pentru retele simple, de dimensiuni reduse.
Existã douã tipuri principale de bridge-uri :
1. transparente
- sunt folosite în general pentru a interconecta segmentele unei retele Ethernet.
2. rutele sursã
- sunt folosite în general pentru a interconecta segmente Token Ring.
 În functie de interconectarea ce se realizeazã bridge-urile pot fi clasificate astfel:
1. pentru legãturi de tipul segment la segment
2. pentru legãturi de tipul cascadã multiplã
3. pentru interconecterea backbone-urilor în scopul evitãrii “gâtuirii de trafic”
4. de tip multiport ce permit ca mai multe LAN-uri sã partajeze un aceleiasi bridge.
Integrarea de functii de bridge, router si hub este realizatã prin încãrcarea software-ului specific platformelor hardware disponibile sau adãugarea unui modul de bridge sau router unui hub pentru cablaje (wiring hub).
Router
Router-ele, care sunt echipamente de dirijare (routing) a traficului de date realizeazã conexiuni la un nivel arhitectural superior fatã de bridge-uri. Router-ele asigurã controlul fluxului pentru pachetele de date receptionate din LAN, prin aceasta crescând siguranta conexiunii permitând si utilizarea unei varietãti de subretele de interconectare. Diferite pachete pot în principiu sã fie dirijate prin retele diferite, de exemplu pentru securitate sau din motive de cost.
Router-ele opereazã cu un protocol WAN specific sau cu un numãr de protocoale. Dacã sunt utilizate protocoale multiple pentru interconectarea LAN-urilor, un manager poate fie selecta un router separat pentru fiecare protocol, sau sã aiba un router capabil de a recunoaste mai multe protocoale.
 În continuare sunt prezentate câteva caracteristici de bazã ale router-elor:
- opereazã la nivel LLC si retea ;
-  subretelele conectate la router sunt independente ;
- practic nivelul retea tinde sã identifice arhitecturi de comunicatie. Prin urmare, selectia router-ului tinde sã depindã de întrega configuratie de protocol a nivelelor superioare;
- router-ele sunt adresate în mod explicit de statii ;
- spatiu de adresa separat în diferite domenii administrative ;
- adresare ierarhicã. Timp de scanare proportional cu numãrul de subretele din sistem ;
- topologii de interconectare complexã incluzând tehnologii diferite. Trebuie conciliate multiple tipuri de servicii de nivel retea precum si protocoale;
- instalare, configurare mai pretentioasã;
- de obicei facilitãti de administrare retea sofisticate;
- conectivitate localã si la distantã. Recomandabil pentru interconectare LAN-urilor aflate la distantã si a LAN-urilor cu WAN-uri;
- topologii de interconectare complexe;
- procesare de pachete relativ complexã.
Gateway
 Termenul gateway, în mediul TCP/IP se referã la un dispozitiv hardware utilizat pentru conectarea a douã retele fizice, de acelasi tip sau diferit, ce folosesc protocolul IP.
 Gateway-urile sunt utilizate pentru interconectarea LAN-urilor ce utilizeazã protocoale complet diferite la toate nivelele de comunicatie. Translatia completã a unitãtilor de date receptionate, dintr-un protocol în altul complet diferit, afecteazã viteza de transmisie. Un exemplu tipic de utilizare a unui gateway este la interconectarea unei retele IBM SNA cu o retea DECnet.
 În continuare sunt prezentate câteva caracteristici de bazã ale gateway-urilor:
- disponibil de la începutul anilor ’80;
- subsistemele conectate la gateway sunt independente;
- gateway-urile sunt explicit adresate de cãtre statii;
- adresare ierarhic;
- dirijare static sau dinamic;
- spatiu de adresa separat în diferite domenii administrative;
- topologii de interconectare complexa;
- conectivitate locala si la distanta;
- recomandabil pentru interconectarea LAN-urilor aflate la distanta, si a WAN-urilor;
- facilitati medii de administrare retea ;
- opereaza la, sau deasupra nivelului transport. Tipic la nivelul de aplicatie.
Pentru accesul la distante mari se pot utiliza gateway-uri pentru separarea retelelor regionale sau nationale.
NIC

PC-urile si statiile obtin accesul fizic la retea cu ajutorul unui modul de interfata cu reteaua NIC (Network Interface Card). Un NIC e o placa ce este instalata în PC îi suporta functii de partajare a mediului fizic, precum si de sincronizare. Aceste module în mod tipic implementeaza standardele IEEE asa cum sunt  802.2, 802.3, 802.4, 802.5 . PC.urile mai noi si statiile de lucru cu interfete de retea integrate.






loading...