Datorita diversitatii retelelor de calculatoare, in procesul de clasificare a acestora se regasesc mai multe criterii, si anume:
Raspandirea geografica a sistemelor de calcul
Arhitectura
Topologie
Modelul de comunicare (standardul de comunicare)
In functie de raspandirea geografica a sistemelor de calcul din cadrul unei retele de calculatoare se disting patru categorii de retele:
Retelele LAN – au o extindere relativ redusa (de la cativa centimetri pana la 1 kilometru distanta intre calculatoare). Se regasesc in general la nivelul unei camere sau a unei cladiri si sunt implementate adesea in cadrul organizatiilor.
Fig. nr. 4.1. Model de retea locala LAN
Retelele MAN – sunt extinse la nivelul unui oras, suprafata lor variind intre 1 si 10 kilometri patrati. Adesea sunt constituite de catre furnizorii de Internet si sunt utilizate de catre clientii acestora.
Fig. nr. Model de retea metropolitana MAN
Retelele WAN – sunt extinse la nivelul unei regiuni, chiar la nivel national si continental.
Fig. nr. 4.3. Model de retea cu acoperire vasta WAN
Retelele GAN – se extind la nivel global, acoperind intreaga suprafata a planetei. In aceasta categorie de retele intra s 323i86d i Internet-ul, alaturi de retelele companiilor multinationale sau a organizatiilor mondiale.
Fig. nr. 4.4. Model de retea cu acoperire globala GAN
In functie de arhitectura lor, retele de calculatoare se clasifica in:
Retele peer to peer – reprezinta acele retele de calculatoare in care fiecare nod (sistem de calcul) este investit cu capabilitati si responsabilitati similare. Astfel, fiecare utilizator al retelei are drepturi egale cu ale celorlalti. Adesea, aceasta categorie de retea este implementata la nivelul unei organizatii mici, are o extindere locala (LAN) si un numar mic de utilizatori. Principalul dezavantaj il constituie lipsa securitatii informatiilor, dar datorita numarului mic de utilizatori, efectele acestuia sunt limitate.
Fig. nr. 4.5. Model de retea peer to peer
Retele client/server – utilizeaza doua tipuri de calculatoare, respectiv:
o Server – reprezinta acel nod din retea care ofera servicii celorlalte noduri ale retelei;
o Client – reprezinta acel nod din retea care utilizeaza serviciile oferite de un server.
Fig. nr. 4.6. Model de retea client-server
In cadrul unei retele care are implementata arhitectura client/server, orice sistem de calcul poate indeplini functiunea de server sau de client, dupa cum sunt solicitate si/sau oferite serviciile. Serviciile oferite de un server pot fi:
Servicii de transfer al fisierelor – server ftp;
Servicii de posta electronica – server POP3, IMAP, SMTP etc.;
Servicii de conectare la Internet – server PROXY;
Servicii web – server web (IIS, APACHE etc);
alte servicii.
Serviciile in cadrul acestei retele sunt oferite de catre aplicatii specializate, aplicatii care poarta denumirea generica server. Acestea sunt instalate pe sistemele de calcul din retea si sunt folosite de catre toti utilizatorii autorizati ai retelei respective. Datorita faptului ca o aplicatie de tip server necesita resurse hardware considerabile, acestea se instaleaza de obicei pe un calculator care dispune de aceste resurse si care primeste denumirea de server.
Celelalte sisteme de calcul, care utilizeaza serviciile oferite de un server, necesita instalarea unor aplicatii care sa poata prelucra serviciile, numite aplicatii client. Acestea, in general, nu necesita resurse hardware deosebite.
Dupa cum se poate observa, prin arhitectura client/server se realizeaza o buna distributie a resurselor in retea, fiind necesare putine noduri care sa dispuna de resurse hardware mai performante (server-ele), restul sistemelor de calcul putand dispune de un minim de astfel de resurse. Acest lucru conduce la minimizarea costurilor de implementare si maximizarea randamentului de prelucrare a datelor.
Prin topologia unei retele de calculatoare se intelege modul de amplasare a acestora in spatiu. In functie de acest criteriu se disting urmatoarele categorii de retele:
retele de tip magistrala (bus) – conectarea tuturor sistemelor de calcul si a tuturor echipamentelor se face liniar prin intermediul unui cablu numit trunchi. Toate datele sunt transmise in toata reteaua, dar sunt receptionate doar de calculatorul sau dispozitivul caruia ii sunt destinate. La capetele trunchiului de retea se monteaza cate un dispozitiv numit terminator, cu scopul de capta semnalele libere, respectiv semnalele care nu au fost receptionate de nici un nod din retea.
Fig. nr. 4.8. Model de retea cu topologia magistrala (bus)
o Avantaje:
necesita o infrastructura simpla si putin costisitoare;
confera independenta functionala fiecarui calculator sau echipament conectat in retea;
o Dezavantaje:
functionarea retelei presupune neaparat si functionarea trunchiului sau magistralei. Daca apare o defectiune la magistrala, calculatoarele si echipamentele din cadrul acesteia nu mai pot comunica intre ele.
Datorita faptului ca semnalul se difuzeaza in toata reteaua, exista pericolul interceptarii acestuia de catre utilizatori neautorizati, deci nu confera o securitate fizica a comunicatiei.
retele de tip stea (star) – conectarea tuturor sistemelor de calcul, precum si a echipamentelor periferice se face prin intermediul unui dispozitiv special numit concentrator sau hub. Astfel fiecare nod din retea are legatura directa cu hub-ul, realizandu-se astfel o legatura permanenta intre nodurile retelei. Reteaua functioneaza atat timp cat nodul central este in functiune, fiecare nod al retelei fiind independent de celelalte noduri.
Fig. nr. 4.9. Model de retea cu topologia stea (star)
o Avantaje:
Ofera un control centralizat al traficului prin retea;
Ofera independenta nodurilor retelei.
o Dezavantaje
Necesita o infrastructura de comunicatii costisitoare (se utilizeaza cablaje pe distante mari, plus concentratorul care reprezinta un echipament utilizat doar la centralizarea traficului);
Functionarea retelei este dependenta de functionarea concentratorului.
retele de tip inel (ring) – toate sistemele de calcul sunt interconectate intre ele in stilul conectarii in topologia magistrala, doar ca primul si ultimul sunt unite formandu-se astfel o bucla (inel). Informatia se transmite de la un nod la urmatorul, intr-un singur sens. Avantajele si dezavantajele sunt aceleasi ca la retelele de tip magistrala, cu o completare, si anume ca retele de tip inel ofera un grad ridicat de securitate privind transferul informatiilor in si din exterior, prin simplu fapt ca acest transfer nu se poate realiza.
Fig. nr. 4.10. Model de retea cu topologia inel (ring)
retele de tip arbore (tree) – aceasta categorie de retele combina topologia retelelor de tip magistrala cu cea de tip stea. Specific acestei topologii este magistrala centrala, respectiv un cablu denumit backbone . Pornind de la acest cablu, se dezvolta strucuturi de retele de tip stea si/sau de tip magistrala, formandu-se astfel reteaua de tip arbore. Aceasta topologie este cel mai des intalnita la retelele metropolitane, mai ales in cadrul companiilor furnizoare de servicii Internet. Aceste companii dezvolta propriile retele de cablaje, asa-numitele backbone-uri, la care se conecteaza clientii serviciilor de Internet. Acestia dispun de retele locale proprii, cu arhitectura si topologie proprie, astfel constituind impreuna o retea metropolitana de tip arbore. Principalul dezavantaj al acestui tip de retele il constituie dependenta de elementul structural central (backbone), fara de care nici un nod al retelei nu poate beneficia de conectivitate totala.
Fig. nr. 4.11. Model de retea cu topologia arbore (tree)
O retea de calculatoare este alcatuita dintr-un ansamblu de mijloace de transmisie si de sisteme de calcul utilizate pentru a realiza atat functii de transport a informatiei, cat si functii de prelucrare a acesteia. Dar fiecare sistem de calcul prezinta un mod specific de stocare a informatiei si de interfatare cu exteriorul. Astfel, o retea de calculatoare care interconecteaza diferite sisteme de calcul poate functiona in bune conditii numai daca exista o conventie care stabileste modul in care se transmite si se interpreteaza informatia. Aceasta conventie poarta numele de protocol.
Un protocol este un set de reguli si conventii ce se stabilesc intre participantii la o comunicatie in vederea asigurarii bunei desfasurari a comunicatiei respective; sau protocolul este o intelegere intre partile care comunica asupra modului de realizare a comunicarii.
Pe parcursul evolutiei comunicatiei intre calculatoare au fost elaborate mai multe familii de protocoale. Cele mai importante sunt modelul de referinta ISO / OSI si modelul de referinta TCP / IP.
4.1. Modelul OSI (Open Systems Interconnection) pentru retele, propus de ISO (International Standard Organization), ca un prim pas catre standardizarea internationala a protocoalelor folosite pe diferite niveluri, se ocupa de conectarea sistemelor deschise comunicarii cu alte sisteme. Modelul OSI contine sapte niveluri: fizic, de legatura date, retea, transport, sesiune, prezentare, aplicatie (vezi figura nr. 4.9). Acest model nu reprezinta in sine o arhitectura de retea deoarece nu specifica serviciile si protocoalele utilizate la fiecare nivel, ci arata numai ceea ce ar trebui sa faca fiecare nivel.
Nivelul fizic se ocupa de transmiterea bitilor printr-un canal de comunicatie: cand unul din capete trimite un bit 1, acesta este receptat in cealalta parte ca un bit 1 si nu ca un bit 0.
Nivelul legatura de date are sarcina de a transforma un mijloc oarecare de transmisie intr-o linie care sa fie disponibila nivelului retea fara erori de transmisie nedetectate. De aceea, nivelul legatura de date obliga emitatorul:
sa descompuna datele de intrare in cadre (blocuri) de date (cateva sute sau mii de octeti);
sa transmita cadrele secvential;
sa prelucreze cadrele de confirmare trimise inapoi de receptor.
Nivelul retea se ocupa de controlul functionarii subretelei. O problema cheie in proiectare este determinarea modului in care pachetele sunt dirijate de la sursa la destinatie. De asemenea, nivelul retea se ocupa de rezolvarea neconcordantelor dintre modul de adresare, dimensiunea pachetelor sau chiar protocoalele sursei si destinatiei.
Nivelul transport are rolul de a accepta date de la nivelul sesiune, de a le descompune, daca e cazul, in unitati mai mici, de a transfera aceste unitati nivelului retea si a se asigura ca toate fragmentele sosesc corect in celalalt capat.
Nivelul sesiune permite utilizatorilor de pe masini diferite sa stabileasca intre ei sesiuni. Ca si nivelul transport, o sesiune permite transportul obisnuit de date, dar furnizeaza si servicii imbunatatite, utile in anumite aplicatii.
Nivelul prezentare. Spre deosebire de nivelele inferioare, care se ocupa numai cu transferul sigur al bitilor dintr-un loc in altul, nivelul prezentare se ocupa de sintaxa si semantica informatiilor transmise.
Exemplu: codificarea datelor, reprezentarea tipurilor de baza etc.
Nivelul aplicatie are rolul de a uniformiza interfata dintre date si utilizator. Prin interfata dintre date si utilizator se intelege in cazul de fata modul de afisare sau sistemul de pastrare a fisierelor care poate fi diferit de la un sistem la altul.
Fig. nr. 4.13. Modelul OSI
Modelul TCP/IP este mult mai vechi decat modelul OSI si a fost utilizat drept model de referinta de catre stramosul tuturor retelelor de calculatoare, ARPANET si apoi de succesorul sau, Internet-ul. ARPANET a fost o retea de cercetare sponsorizata de catre DoD (Department of Defense - Departamentul de Aparare al Statelor Unite). In cele din urma, reteaua a ajuns sa conecteze intre ele, utilizand linii telefonice inchiriate, sute de retele universitare si guvernamentale. Modelul de referinta TCP / IP a aparut ca o necesitate de interconectare a retelelor de diferite tipuri, iar denumirea a fost data dupa cele doua protocoale fundamentale utilizate.
Din figura nr. 4.14. se poate observa diferenta dintre modelul de referinta ISO / OSI si modelul TCP / IP.
Modelul
ISO / OSI Modelul TCP / IP
Fig. nr. 4.14. Comparatie intre modelul ISO/OSI si modelul TCP/IP
Nivelul gazda - la - retea (interfata - retea) – despre acest nivel modelul TCP / IP nu spune mare lucru, singura mentiune este aceea ca gazda trebuie sa se lege la retea pentru a putea transmite date, folosind un anumit protocol. Acest protocol nu este definit si variaza de la gazda la gazda si de la retea la retea. Acest nivel face ca functionarea nivelului superior, numit Internet si respectiv, retea, sa nu depinda de reteaua fizica utilizata in comunicatie si de tipul legaturii de date.
Nivelul Internet are rolul de a permite gazdelor sa emita pachete in orice retea si de a face ca pachetele sa circule independent pana la destinatie.
Nivelul Internet defineste oficial un format de pachet si un protocol numit IP - Internet Protocol care asigura un serviciu de transmitere a datelor fara conexiune. Alte protocoale care pot functiona la acest nivel sunt:
ICMP - Internet Control Message Protocol;
ARP - Address Resolution Protocol;
RARP - Reverse Address Resolution Protocol.
Nivelul transport permite conversatii intre entitatile pereche din gazdele sursa si, respectiv, destinatie, deci asigura comunicatia intre programele de aplicatie.
Sunt definite doua protocoale:
TCP (Transmission Control Protocol) este un protocol punct - la - punct, orientat pe conexiuni care permite ca un flux de octeti trimisi de pe un sistem sa ajunga fara erori pe oricare alt sistem din inter - retea (asigura livrarea corecta, in ordine, a mesajelor);
UDP (User Datagram Protocol) este un protocol nesigur (nu asigura livrarea mesajului la receptie fara erori, fara pierderi, fara duplicate, in ordinea in care au fost emise), fara conexiuni, care foloseste IP pentru transportul mesajelor.
Nivelul aplicatie asigura utilizatorilor retelei, prin intermediul programelor de aplicatie, o varietate de servicii:
terminal virtual TELNET, protocol care permite unui utilizator de pe un sistem sa se conecteze si sa lucreze pe un alt sistem aflat la distanta;
transferul de fisiere FTP (File Transfer Protocol) protocol care pune la dispozitie o modalitate de a transfera eficient date de pe o statie pe alta, in ambele sensuri;
posta electronica SMTP (Simple Mail Transfer Protocol). Posta electronica a fost la origine doar un tip de transfer de fisiere, dar ulterior a fost dezvoltat un protocol specializat pentru acest serviciu. Acest protocol este folosit pentru transferul mesajelor de posta electronica intre utilizatori conectati la retele diferite, dar care au o conexiune Internet.
Ulterior , au aparut o serie de alte protocoale, cum ar fi:
Serviciul Numelor de Domenii, DNS (Domain Name Service), pentru a stabili corespondenta dintre numele gazdelor si adreselor retelelor;
HTTP (HyperText Transfer Protocol) - folosit pentru aducerea paginilor de pe Web.
Fig. nr. 4.15 prezinta protocoalele si retelele modelului TCP/IP.
Fig. nr. 4.15. Protocoalele utilizate de modelul TCP/IP
|
