Reţea de calculatoare

Reţeaua de calculatoare (engl.: computer network) leagă între ele o mulţime mai mică sau mai mare de calculatoare, astfel încât un calculator poate accesa datele, programele şi facilităţile unui alt calculator din aceeaşi reţea. De obicei e nevoie desigur şi de măsuri de restricţie/siguranţă a accesului.

Metodele de conectare sunt în continuă dezvoltare şi deja foarte diverse, începând cu tot felul de cabluri metalice şi de fibră de sticlă, cabluri submarine, şi terminând cu legături prin radio cum ar fi WLAN, Wi-Fi sau Bluetooth, prin raze infraroşii ca de ex. IrDA sau chiar prin intermediul sateliţilor. Foarte răspândită este metoda Ethernet, termen care se referă la natura fizică a cablului folosit şi la tensiunile electrice ale semnalului. Cel mai răspândit protocol de comunicare în reţelele Ethernet se numeşte CSMA/CD ("Carrier Sense Multiple Access / Collision Detection"). Dacă drept mediu fizic sunt utilizate undele radio, atunci reţeaua se numeşte reţea fără fir (wireless).

Extindere

Reţelele de calculatoare se împart după extinderea lor în următoarele tipuri: LAN, MAN, WAN şi, ceva mai nou, PAN. Reţelele relativ mici, de exemplu cu cel mult câteva sute de calculatoare în aceeaşi clădire legate între ele direct, se numesc Local Area Network (LAN). O reţea de tip LAN dar fără fir (prin unde radio) se numeşte WLAN (Wireless LAN). Reţele de mare întindere geografică, de exemplu între 2 oraşe, pe o ţară, un continent sau chiar pe întreaga lume, se numesc Wide Area Network (WAN). Reţelele particulare de tip WAN au fost iniţial foarte costisitoare. La ora actuală însă, cele mai multe conexiuni de tip WAN folosesc ca mijloc de comunicaţie Internetul - acesta este universal şi public, deci nu foarte controlabil de către un utilizator, dar foarte convenabil ca preţ. În sfârşit, PAN înseamnă Personal Area Network - o reţea de foarte mică întindere, de cel mult câţiva metri, constând din aparatele interconectabile pe care o persoană le poartă cu sine, ca de exemplu telefon mobil, player MP3 sau aparat de navigație portabil.

Centralizare

Există reţele de calcutoare centralizate şi descentralizate. Printre reţelele descentralizate se numără ca exemplu reţelele ARPAnet, Metanet şi Freenet.

Topologie

Exemple de topologii ale reţelelor de calculatoare

Topologia (structura) unei reţele rezultă din modul de conectare a elementelor reţelei între ele. Ea determină şi traseul concret pe care circulă informaţia în reţea "de la A la B". Principalele tipuri de topologii pentru reţelele LAN sunt:

• topologia Bus (se citeşte "bas" şi înseamnă magistrală) - are o fiabilitate sporită şi o viteză mare de transmisie;
• topologia Ring (inel) - permite ca toate staţiile conectate să aibă drepturi şi funcţiuni egale;
• topologia Star (stea) - oferă o viteză mare de comunicaţie, fiind destinată aplicaţiilor în timp real.

După modul de conectare

Reţelele de calculatoare pot fi clasificate şi după tehnlogia care este folosită pentru a conecta dispozitive individuale în reţea cum ar fi Fibră Optică, Ethernet, Wireless LAN, HomePNA sau Power line communication. Metodele de conectare sunt în continuă dezvoltare şi deja foarte diverse, începând cu tot felul de cabluri metalice şi de fibră de sticlă, cabluri submarine, şi terminând cu legături prin radio cum ar fi WLAN, Wi-Fi sau Bluetooth, prin raze infraroşii ca de ex. IrDA sau chiar prin intermediul sateliţilor. Foarte răspândită este metoda Ethernet, termen care se referă la natura fizică a cablului folosit şi la tensiunile electrice ale semnalului. Cel mai răspândit protocol de comunicare în reţelele Ethernet se numeşte CSMA/CD ("Carrier Sense Multiple Access / Collision Detection"). Dacă drept mediu fizic sunt utilizate undele radio, atunci reţeaua se numeşte reţea fără fir (wireless). Reţelele de calculatoare se împart după extinderea lor în următoarele tipuri: LAN, MAN, WAN şi, ceva mai nou, PAN. Reţelele relativ mici, de exemplu cu cel mult câteva sute de calculatoare în aceeaşi clădire legate între ele direct, se numesc Local Area Network (LAN). O reţea de tip LAN dar fără fir (prin unde radio) se numeşte WLAN (Wireless LAN). Reţele de mare întindere geografică, de exemplu între 2 oraşe, pe o ţară, un continent sau chiar pe întreaga lume, se numesc Wide Area Network (WAN). Reţelele particulare de tip WAN au fost iniţial foarte costisitoare. La ora actuală însă, cele mai multe conexiuni de tip WAN folosesc ca mijloc de comunicaţie Internetul - acesta este universal şi public, deci nu foarte controlabil de către un utilizator, dar foarte convenabil ca preţ. În sfârşit, PAN înseamnă Personal Area Network - o reţea de foarte mică întindere, de cel mult câţiva metri, constând din aparatele interconectabile pe care o persoană le poartă cu sine, ca de exemplu telefon mobil, player MP3 sau aparat de navigație portabil.

După relaţiile funcţionale (Arhitectura de reţea)

Reţelele de calculatoare mai pot fi clasificate în funcţie de relaţiile funcţionale care există dintre elementele unei reţele ca de exemplu: Active Networking, Client-server şi Peer-to-peer (workgroup) architecure.

Tipuri de reţele

Mai jos sunt afişate cele mai populare reţele de calculatoare

Reţele personale (Personal Area Network)

Personal Area Network – este o reţea de calculatoare folosită pentru comunicarea dintre perifericile a unui calculator aflat in nemijlocită apropiere de altul. Unele exemple de disozitive care sunt folosite in reţeaua de tip PAN sunt imprimante, aparate de fax, telefoane fixe, PDA(Personal Digital Assistant) sau scanere. Raza de acţiune a reţelelor PAN este aproximativ de la 6-9 metri. Reţelele PAN pot fi conectate cu magistrale USB şi FireWire. O reţea Wireless PAN se poate de creat cu urmatoarele tipuri de tehnologii aşa cum sunt IRDA şi Bluetooth.

Reţele locale (Local Area Network)

O reţea locală într-o bibliotecă publică

Este o reţea care acoperă o zonă geografică mică, cum ar fi la domiciliu, oficiu, sau o cladire. Reţelele LAN curente , sunt bazate pe tehnologia Ethernet. De exemplu, o bibliotecă va avea o conexiune prin fir sau de tip wireless LAN pentru utilizatori pentru a interconecta dispozitive locale (ex: imprimante, servere) şi de a accesa internetul. Toate calculatoarele din bibliotecă sunt conectate prin fir de reţea de categoria 5 UTP CAT5 cable, si rulînd protocolul IEEE 802.3 printr-o sistemă de dispozitive interconectate care eventual se conectează la reţeaua internet. Cablurile care duc spre server sunt de tipul UTP CAT5e enhanced cable, care suportă protocolul IEEE 802.3 la o viteză de 1Gbit/s. Calculatoarele a angajaţilor bibliotecii care sunt reprezentate în partea dreptă a imaginii pot accesa imprimanta color, iregistrările despre ieşire, reţeaua academică şi internet. Toţi utilizatorii pot accesa internetul, şi catalogul bibliotecii. Fiecare grup de reţea poate accesa imprimanta locală. De menţionat că imprimantele nu sunt accesibile in afara grupului de reţea. Toate dispozitivele interconectate trebuie să perceapă sistema network layer (layer 3), fiindcă ele mînuie cu mai multe subreţele (culori diferite). Acelea din interiorul bibliotecii, au viteza numai de 10/100 Mb/s conexiune Ethernet pina la utilizatorul final şi Gigabit Ethernet catre router-ul principal, care se poate de mai numit şi layer „3 switches” fiindcă el are numai interfaţă Ethernet şi trebuie să înţeleagă IP. Ar fi mai corect dacă îi vom numi router de acces, unde routerul de deasupra (fig.2) este un router de distribuire care conectează la internet, şi reţeaua academică – router accesat de client. În prezent tehnologia Ethernet sau alte IEEE 802.3 tehnologii LAN operează la viteza de peste 10 Mb/s. Aceasta este rata de transfer. IEEE are proiecte de investigare a standardelor de 100Gbit/s, şi posibil 40Gb/s.

Reţea academică (Campus Area Network)

Campus Area Network – este o reţea de calculatoare asemănatoare cu cea de tip LAN dar ea se extinde pe zone geografice mult mai restrînse. Această reţea se poate de considerat ca o formă a reţelei metropolitane, configurată după necesităţi academice. În cazul unei universităţi o reţea CAN, poate face legătură dintre diferite clădiri a campusului care poate include: departamentele academice, bibliotecă universitară reşedinţele studenţilor. CAN este mai mare decît reţelele locale LAN dar mai mici decît WAN, în unele cazuri. Reţelele CAN au fost create cu scopul de a facilita studenţii la accesul liber la reţeau internet şi la resursele universităţii.

Reţea Metropolitană (Metropolitan area network)

Reţelele metropolitane MAN, sunt reţele imense care de obicei împînzesc oraşe întregi. Aceste reţele folosesc cel mai des folosesc tehhologia fară fir (wireless) sau fibră optică pentru a crea conexiuni.

Definiţia IEEE

Standardul IEEE 802-2001 descrie MAN ca fiind: O reţea metropolitană MAN care este optimizată pentru o întindere geografică mai mare decît reţelele locale LAN, începînd de la cartiere rezidenţiale, zone economice şi pînă la oraşe întregi. Reţelele metropolitane MAN la rîndul său depind de canalele de comunicaţii, de la transfer moderat pîna la transfer înalt de date. Reţeaua MAN în cele mai frecvente cazuri este proprietatea unui singur operator, dar reţeaua este folosită de către mai mulţi indivizi sau organizaţii. Reţelele MAN mai pot fi deţinute şi conduse ca utilităţi publice.

Implementarea reţelelor metropolitane (MAN)

Unele tehnologii folosite pentru aceste scopuri sunt ATM,FDDI şi SMDS. Dar aceste tehnologii vechi sunt în procesul de substiturire de către reţele Ethernet bazate pe MAN ex: Metro-Ethernet. Reţele MAN pe lănga reţelele LAN au fost construite fără fir datorită folosirii microundelor,undelor radio, sau undelor laser infra-roşii. Multe companii dau în arendă asau arendează circuitele de la transportatori comuni din cauza costului ridicat a cablului. DQDB, Distribuite Queue Dual Bus, este standardul de comunicare a reţelei Metropolitane. Aceasta este specificat în standardul IEEE 802.6. Folosind DQDB, reţelele pot avea o întindere peste 50 km şi pot opera la viteza de la 34 pînă la 155 Mb/s. Printre primii care au creat reţele MAN au fost Internet peering points, MAE-West,MAE-East, şi Sohonet media network.

Reţea de arie largă (Wide Area Network)

WAN – reprezintă o reţea de transport de date care acoperă zone geografice imense (ex: de la un oraş la altul , de la o ţară la alta), şi foloseşte frecvent facilitaţile de transmisiuni de date de la transporatori comuni aşa cum ar fi companii de telefonie. Tehnologiile WAN în general funcţionează la un subnivel a modelului de referinţă OSI: physical layer, data link layer şi network layer.

Reţea globală (Global Area Network)

Specificaţiile reţelei globale (GAN) sunt în curs de dezvoltare de către multiple grupuri, şi nu este o definiţie comună pentru această reţea. În general, reţeaua globala GAN este un model pentru suportarea comunicaţiilor mobile peste un număr arbitrar de reţele WLAN, zone de acoperire prin satelit, etc. În proiectul IEEE 802, aceasta pregăteşte o reţea terestră Wireless Local Area Networks.

Internetwork

Două sau mai multe reţele sau segmente de reţea conectate folosind dispozitive ce operează pe baza layer 3 a sistemului de referinţă OSI, cum ar fi un router. Oricare interconexiune pe lîngă reţelele publice, private, comerciale, industriale, sau reţele guvernamentale tot pot fi numite intrenetwork.

În practica modernă, reţelele interconectate folosesc Internet Protocol (IP). Există trei tipuri de reţele internetwork, în dependenţă de cine le administrează şi cine parcicipă în ele:

• Intranet
• Extranet
• Internet

Reţelele intranet şi extranet la alegere pot avea internet sau pot fi lipsite de acces la internet. Dacă ele sunt conectate la internet, la rîndul său intranetul sau extranetul sunt protejate de accesul neautorizat din internet . Internetul nu este considerat ca o parte a intranetului sau a extranetului, dar poate servi ca un portal de acces la niste porţiuni din extranet.

Echipament pentru crearea reţelelor de calculatoare

Placă cu interfaţă de reţea (Network Interface Card)

Articol principal: Placă de reţea

O placă de reţea, adapter de reţea sau placă cu interfaţă de reţea este piesă care a fost proiectată petru a permite calculatoarelor de a comunica printr-o reţea de calculatoare. Ea pemite acces fizic la resursele reţelei. Reţeaua permite utilizatorilor de a crea conexiuni cu alţi utilizatori pe două căi prin cablu sau prin tehnologia fară fir(wireless).

Bibliografie