Retele De Calculatoare

www.cartiaz.ro – Carti si articole online gratuite de la A la Z

1

Retele de calculatoare O retea de calculatoare reprezinta un ansamblu de calculatoare (sisteme de calcul) interconectate prin intermediul unor medii de comunicatie (cablu coaxial, fibra optica, linie telefonica, canal radio sau satelit) in scopul utilizarii in comun de catre utilizatori a tuturor resurselor fizice (hardware) și logice (software de baza si aplicatii) asociate calculatoarelor din retea. Prin intermediul retelelor de calculatoare se poate asigura o integrare informatica a unui numar foarte mare de utilizatori la nivel local, regional sau mondial. Avantaje oferite de utilizarea retelelelor de calculatoare sunt: • utilizare eficienta prin partajare a resurselor unitatii centrale (UC); • acces direct la resursele hardware (memorii externe, imprimante, etc.) si software (editoare, limbaje de programare, programe specializate); • pastrarea programelor si fisierelor intr-o singura copie (pe server) si utilizarea lor de catre orice utilizator cu drept de acces; • sistem de protectie a fisierelor si programelor; • utilizarea simultana a bazelor de date de catre mai multi utilizatori; • comunicare si schimb de informatii (programe si fisiere) intre utilizatori la nivel local, regional sau mondial. Dezvoltarea retelelor de calculatoare a contribuit la elaborarea si utilizarea unor aplicatii cu un impact mare asupra vietii economice si sociale din intreaga societate: • accesul la programe complexe ce ofera informatii utile la nivel macroeconomic; • accesul la mari baze de date din domeniile economic, financiar, comunicatii, etc.; • accesul la informatii stiintifice si transferul rapid al articolelor stiintifice. • • • •

Din punct de vedere hardware, o retea de calculatoare este constituita din: calculatoare centrale ( Server); calculatoare de lucru (terminale; statii de lucru - workstations); echipamente periferice; elemente de conectare.

Server-ul este un calculator pe care ruleaza sistemul de operare de retea și are rolul de a asigura gestiunea retelei. Caracteristici ale serverului: • Scalabilitatea - posibilitatea de crestere a capacitatii server-ului, datorita cresterii numarului de utilizatori, sporirii necesarului de spatiu pe disc etc.); • Toleranta la erori - posibilitatea de recuperare a contextului curent de lucru dupa producerea unor disfunctionalitati hardware; In conditiile in care reteaua se dezvolta, prin conectarea de tot mai multe statii de lucru sau utilizarea de software cat mai complex, se paote trece la utilizarea de mai multe servere. Acestea vor fi specializate, pentru indeplinirea anumitor sarcini: servere de fisiere sau de tiparire, de aplicatii, de posta electronica, de fax, de comunicatii etc. Statia de lucru (workstation) este un calculator conectat la server, care are instalat o placa de retea. Placa de retea este un adaptor care permite conectarea unui cablu de retea la un microcalculator. Include circuite de codificare/decodificare si un conector pentru cablul de retea.

www.cartiaz.ro – Carti si articole online gratuite de la A la Z

2

Canalele de comunicatie sunt extrem de variate: cabluri (cablu torsadat, cablu coaxial, cablu cu fibre optice), unde electromagnetice, transmisii satelit sau legaturi wireless (sisteme mobile de comunicatie). Pentru retelele care interconecteaza un numar mare de calculatoare se utilizeaza echipamente de interconectare. Tipuri de retele de calculatoare Retelele de calculatoare se pot clasifica in functie de numarul statiilor de lucru si de aria lor de raspandire in retele: LAN, MAN, WAN. Retelele locale (LAN - Local Area Networks) - sunt retele localizate intr-o singura cladire sau intr-o zona geografica de dimensiuni mici. LAN-urile sunt utilizate pentru a conecta calculatoarele personale din birourile companiilor sau ale institutiilor cu scopul de a partaja resurse si de a schimba informatii. \in cea mai mare parte au caracter privat. LAN-urile se disting de alte tipuri de retele prin trei caracteristici: a) marime: au dimensiuni restranse, se pot planifica timpii de transmisie si se pot utiliza anumite tehnici de proiectare. Administrarea retelei este relativ simpla; b) tehnologie de transmisie: legatura consta dintr-un singur cablu la care sunt conectate toate calculatoarele. LAN-urile traditionale functioneaza la viteze cuprinse intre 10100 Mbps (megabiti pe secunda), au intarzieri mici (zeci de microsecunde) si dau erori putine, iar cele mai noi pot opera la viteze mai mari, pana la sute de Mbps; topologii diverse: magistrala, stea, inel, arbore etc. Retelele metropolitane (MAN - Metropolitan Area Networks) – sunt versiuni extinse ale LAN. O retea metropolitana se poate intinde pe zona ocupata de mai multe firme sau pe suprafata geografica mai mare (de exemplu oras) si poate fi privata sau publica. Retelele regionale/mondiale (WAN - Wide Area Networks) - acopera o arie geografica foarte intinsa (sde exemplu o tara sau un continent). Conecteaza mai multe calculatoare (numite si masini gazda) pentru a executa programele utilizatorilor. Masinile gazda sunt conectate printr-o subretea de comunicatie care are sarcina de a transporta mesajele de la gazda la gazda. Subreteaua este formata din doua componente distincte: liniile de transmisie si elementele de comutare. Elementele de comutare sunt echipamente specializate, folosite pentru a conecta doua sau mai multe linii de transmisie. Se mai nunesc si noduri de comutare a pachetelor, sisteme intermediare, comutatoare de date sau rutere. Clasificarea retelelor, in functie de arhitectura 1) Retele punct la punct (peer to peer) – pentru aceasta retea nu exista server specializat si fiecare statie de lucru are capabilitati si responsabilitati atat de server cat si de workstation (fiecare calculator are acces la resursele, programele, bazele de date aflate pe celelalte calculatoare). 2) Retele client/server – in acest caz exista un server specializat si statii de lucru conectate la server. Arhitectura Client-server poate fi pe mai multe niveluri. Arhitectura Client-Server de nivel 1 implică existenţa unui FS (file server) şi a unei WS (work

www.cartiaz.ro – Carti si articole online gratuite de la A la Z

3

station - statie de lucru). FS conţine baza de date şi aplicaţiile financiar-bancare specifice, iar WS conţine numai o interfaţă de comunicaţie cu FS. Pentru fiecare utilizator şi WS se vor acorda drepturi de acces specifice. În acest caz, upgradarea aplicaţiilor este facilă, însă vor apare timpi de nefuncţionare pentru FS, ceea ce va afecta modul de satisfacere a cererilor formulate de WS. Server de date Nivelul Client Interfaţa

Logica aplicaţiei Baza de date

Exemplu: În cazul operaţiunilor de decontări intrabancare, salariaţii băncii de la serviciul de relaţii cu clienţii (conturi-viramente) operează documentele prezentate de clienţi (ordine de plată, cecuri, bilete la ordin) prin apelarea aplicaţiilor aflate pe FS. Cu aceasta ocazie se actualizeză on-line soldurile conturilor clienţilor, astfel încât orice operator va putea lucra ulterior contul real al clientului. Arhitectura Client-server de nivel 2 diferă prin faptul că pe WS sunt implementate aplicaţiile financiar-bancare, iar FS va conţine baza de date. Cererile formulate de către WS către FS se vor face utilizând un limbaj de interogare (SQL). Este o structură care implică partajarea aplicaţiilor pe WS dedicate pentru diverse activităţi (acordare de credite, contabilitate, administrativ), aplicaţii care nu trebuie şi nu este nevoie să fie lansate de către alte servicii decât cele direct interesate.

Nivelul Client Client Logica aplicaţiei

Server de date

Baza de date

Exemplu: Inspectorii de credite nu sunt interesaţi de calculul amortizărilor investiţiilor sau calculul impozitului pe profit calculat de economiştii din compartimentul contabilitate. Nici pe aceştia din urmă nu-i interesează etapele preliminare acordării unor credite –analiza indicatorilor de solvabilitate, constituirea de garanţii, calculul graficului de rambursare pe diferite perioade de acordare a creditului etc. Rularea aplicaţiilor în mod independent de la WS nu afectează funcţionarea sistemului informatic în cazul actualizării aplicaţiilor, blocajului sau defecţiunii unei WS. Dezavantajele se manifestă prin faptul că o aplicaţie dezvoltată (upgradată) trebuie să fie implementată pe toate WS care solicită acest lucru, ţinând cont de particularităţile acestora

www.cartiaz.ro – Carti si articole online gratuite de la A la Z

4

(hardware şi software), ceea ce înseamnă o cheltuială sporită de resurse (umane, financiare, timp). Arhitectura Client-server de nivel 3 presupune existenţa a trei nivele de legătură. Nivelul Client

Client

Server de aplicatii

Server de date

Logica Aplicaţiei

Baza de date

Servicii

Serverul de aplicaţii implementează logica aplicaţiei, transmite cererile de la Client catre Server dar şi rezultatul interogarilor (prelucrărilor) serverului la aceste cereri. Astfel, se evită aglomerarea şi blocarea serverului de date, prin implementarea aplicaţiilor pe serverul de aplicaţii. Implementarea şi actualizarea aplicaţiilor se va face mult mai rapid, aplicaţiile pot fi implementate în limbaje de programare diferite, în funcţie de solicitările clienţilor. În cazul unor sistemului informatic complexe, un număr mare de WS şi BD mari, se propune partajarea aplicaţiilor între mai multe servere de aplicaţii şi partajarea bazelor de date pe mai multe servere de date sau în cadrul serverului curent, după diferite criterii (de exemplu frecvenţa de apelare). În condiţiile dezvoltării sistemelor informatice financiar-bancare, prin extinderea serviciilor de internet banking, se pot utiliza arhitecturi client-server pe mai multe nivele, care conţin servere de aplicaţii, servere de baze de date, servere de Web, monitoare pentru tranzacţii, etc.

Client Web browser

Server de aplicatie

Server Web

Monitor tranzacţii

Servere de baze de date Arhitectura peer-to-peer foloseşte principiile de calcul distribuit pentru implementarea aplicaţiilor şi a bazelor de date. Echipamentele din reţea realizează funcţiile FS (care, în realitate, nu sunt distincte). Sistemele sunt deosebit de flexibile, astfel încât orice WS poate fi privit şi ca FS. Exista si o varianta minimala a statiilor de lucru, terminalele neinteligente, care nu au un harware propriu, cu unitate centrala, ci doar echipamente care permit introducerea datelor si transmiterea acestora catre server , in vederea prelucrarii. In cazul in care acestea dispun de procesor propriu si fac o serie de operatii cu resursele

www.cartiaz.ro – Carti si articole online gratuite de la A la Z

5

proprii se numesc terminale inteligente. Clasificarea retelelor, in functie de topologie Topologia unei retele de calculatoare reprezinta modul de conectare a echipmentelor, cu referire in special l aseerver si statiile de lucru. statiilor de lucru fata de Server. Modul de conectare va determina traseul pe care va circula informatia in retea, prin urmare o structura a comunicatiilor in retea. In general, se utilizeaza trei tipuri de topologii pentru retelele LAN, in diferite configuatii eterogene: topologiile Bus, Ring si Star. Topologia Bus (magistrala) se caracterizeaza printr-o o fiabilitate sporita si viteza mare de transmisie. Este cel mai raspandit tip de retea si asigura un debit ridicat si o buna securitate. Retelele de tip magistrala utilizeaza un singur cablu care conecteaza server-ul si statiile de lucru. Cablul este inchis la cele doua capete cu terminatori care au rolul de a impiedica reflexiile semnalului in capatul liber al cablului. Avantajul consta in realizarea facila, cu un consum redus de materiale. Dezavantajul consta in faptul ca, daca se rupe cablul, atunci reteaua nu mai functioneaza si necesita un timp mai indelungat pentru depanare. WS1

WS2

S

T

T WS3

WS4

WS5

Figura 1. Retea de tip bus S = Server WS = Workstation (statie de lucru) T = Terminator Topologia Ring (inel) Presupune conectarea tuturor echipamentelor pe un singur cablu de comunicatie. Transmisia se deruleaza intr-un singur sens si este controlata de server. WS2

WS1

S

WS3

WS4

www.cartiaz.ro – Carti si articole online gratuite de la A la Z

6

Figura 2. Retea de tip ring Pachetul de date circula intr-o singura directie si, deci, nu pot fi coliziuni de date. Datorita fluxului intr-un sens unic, topologia este perfect adaptata fibrelor optice. Fiecare calculator receptioneaza datele predecesorului sau, le verifica si le transmite amplificat catre calculatorul urmator. Fiecare calculator din reteaua inelara are un predecesor si un urmas univoc. Acesta topologie prezint aurmatoarele dezavantaje: in cazul in care se defecteaza un post de lucru, comunicatia se intrerupe in intreaga retea; in cazul in care se rupe cablul de comunicatie se blocheaza reteaua, dar defectiunea poate fi usor localizata. Topologia Star (stea) ofera o viteza mare de comunicatie, fiind destinata aplicatiilor in timp real. Presupune conectarea fiecarei statii de lucru la server dar nu si conectarea statiilor intre ele. WS1

WS6

WS2

WS3

S

WS5

WS4

Figura.3. Retea de tip star Topologia stea necesita destul de mult cablu, iar calculatoarele trebuie conectate la server. Daca se defecteaza serverul, atunci reteaua nu mai este functionala. Avantajul acestei retele consta in faptul ca pot fi conectate mai multe statii de lucru la server fara a opri sitemele de

www.cartiaz.ro – Carti si articole online gratuite de la A la Z

7

calcul iar reteaua poate fi dezvoltata in aceleasi conditii. Interconectarea retelelelor de calculatoare Pentru realizarea unei reţele sunt folosite echipamente de interconectare (repertoare, hub, swich, router etc.). Medii fizice de de transmisie Mediile de transmisie pot fi grupate în două mari categorii: medii ghidate şi medii neghidate. Mediile ghidate sunt cele care oferă o cale de propagare în afara careia semnalul nu poate să existe intr-o formă utilizabilă, ramănând dependent de mediu. Transmisiunile neghidate sunt cele la care propagarea nu este restrictionată la un spatiu fizic, intelegând-se de obicei prin aceasta propgarea în aer liber. Principalele medii ghidate de transmisie sunt: • transmisiuni pe cabluri coaxiale ; • transmisiuni pe cabluri cu perechi de conductoare torsadate: - ne-ecranate: UTP (Unshielded Twisted Pairs) - ecranate: STP (Shielded Twisted Pairs), ScUTP (Screened UTP) sau FTP (FoiledTwisted Pairs) • transmisiuni pe fibră optică (monomod sau multimod); • transmisiuni prin ghiduri de undă. Principalele medii de transmisie neghidate sunt: undele radio, microundele, radiaţia laser, radiaţia infraroşie.