Arhitectura Calculatoarelor - Rețele și Istoria Internetului

Capitolul I: Sisteme de telecomunicaţii

Telecomunicaţia este comunicare la distanţe mari. În practică, o parte din mesajul transmis se poate pierde. Telecomunicaţiile includ toate formele de comunicare la distanţă, precum şi comunicările trecute printr-o conversie: radio, telegrafie, televiziune, telefonie precum şi reţele de calculatoare. [1]

Elementele telecomunicaţiei sunt un transmiţător, un mediu de transmisie linie), eventual un canal de transmisie şi un receptor.

Din punct de vedere al distribuţiei semnalului, telecomunicaţiile pot fi de tip punct-la-punct, punct-la-multipunct sau transmisie (o formă a telecomunicaţiilor punct-la-multipunct în care un singur nod emite, iar restul pot doar să recepţioneze).

Din punct de vedere al mediului de transmisie folosit, comunicaţiile pot fi de 2 feluri: ghidate şi neghidate. Transmisiile ghidate folosesc sârme, cabluri şi fire (wired), iar cele neghidate folosesc unde radio, infraroşii (wireless).

Sistemele de telecomunicaţii sunt in general concepute de ingineri in telecomunicaţii. Contibuţii majore în acest domeniu au adus: Alexander Bell, inventatorul telefonului, John Logie Baird, cel ce a inventat televiziunea şi Guglielmo Marconi, cel ce a demonstrat prima data comunicaţia radio transatlantica.

În perioada recenta fibra optica a imbunătăţit radical lăţimea de bandă disponibilă pentru comunicaţiile intercontinentale, deci facilitând accesul la un Internet mai rapid.

Capitolul II: Reţele

1. Definiţie

Reţelele de calculatoare reprezintă telecomunicaţii între două calculatoare. Reţelele pot fi permanente (cablate) sau temporare (modem, null modem, legătură serială).

Experţii în domeniu înca dezbat daca 2 calculatoare ce sunt conectate între ele formează o reţea. De aceea anumite surse afirma o reţea necesita minim trei calculatoare pentru a fi considerata reţea. [2]

2. Componente

Printre componentele fizice menţionăm:

• Calculatoarele: pot servi ca simplii clienţi sau ca servere pentru alte sisteme; reprezintă nodul de bază al reţelelor, sunt conectate cu ajutorul unei placi de reţea (în cazul reţelelor cu fir).

• Hub-uri: sunt dispozitive pentru a conecta mai multe cabluri utp sau de fibra optica. Huburile funcţionează la stratul fizic (strat 1) din modelul OSI. Ele sunt ori active, ori pasive. Cele active repeta semnalul primit la toate porturile, excluzand portul original. Huburile sunt responsabile si pentur emiterea unui “Jam Signal”, in cazul unei coliziuni de pachete. [3]

• Switch-uri: Sunt dispozitive electronice ce efectuază legatura transparenta între mai multe segmente dintr-o reţea. Vitezele comune sunt de 10, 100, 1000 megabiti pe secunda, in mod half sau full duplex. Half duplex inseamna ca switchul poate ori sa primeasca ori sa transmita intr-un moment dat, pe cand full duplex înseamna ca dispozitivul este cabail de a primi si de a transmite date în acelaşi timp. [4]

Exista atat switchuri cu management cat şi fara. Switchurile fara management nu au interfata de configurare pe cand cele cu management au o interfata (de obicei web) unde se pot configura anumite detalii referitoare la filtrarea traficului. Switchurile cu management se găsesc de obicei în reţele mari. Pentru a putea lucra cu switchuri cu management sunt necesare cunoştiinţe ale Retelelor de strati 2 (Layer 2 Networks)

Spre deosebire de hub-uri ele sunt mai rapide deoarece datele nu sunt transmise tuturor utilizatorilor reţelei ci doar către cine trebuie. Acest fapt este realizat prin filtrarea pachetelor pe baza adresei MAC.

• Routere: elemente specializate care determină calea ideală ce trebuie parcursă de pachete pentru a ajunge la destinaţie, lucreaza pe nivelul OSI 3; mai nou, piaţa este saturată de „broadband routers”, dispozitive care fac doar Network Address Translation (NAT), folosite pentru a distribui o singură conexiune la internet mai multor calculatoare [5]

3. Topologii

Reţelele pot fi clasificate în funcţie de topologia lor (ordinea în care nodurile au fost conectate), după cum urmează:

• Topologia stea reprezintă un model în care toate nodurile de reţea sunt conectate la acelaşi nod central. Este una din cele mai folosite topologii. In cea mai simpla forma o retea tip stea consta dintr-un nod central: un switch, hub sau un calculator ce tine loc de router, si calculatoare adiacente toate conectate la acel nod central. [6] Aceasta topologie reduce riscul caderii reţelei deoarece toate componentele sunt conectate la un nod central. Daca un nod are probleme el va fi izolat de restul reţelei astfel pastrându-se integritate si funcţionalitatea reţelei. Din punct de vedere realist doar reţelele ce folosesc un switch pot fi considereate reţele stea adevarate, cele ce folosesc un hub ca nod central au doar aparenţa fizica a unei reţele stea.

• Topologia arbore (ierarhică) este similară cu cea stea, dar nu conectează obligatoriu toate nodurile la acelaşi nod central. Poate fi privită ca o colecţie ierarhizată de reţele în topologie stea. [7]