Conceptul de retea de calculatoare

Conceptul de retea de calculatoare

O retea de calculatoare reprezinta ansamblul calculatoarelor interconectate prin intermediul mediilor de comunicatii in scopul utilizarii in comun de catre utilizatori a resurselor disponibile.

O alta definitie prezinta reteaua de calculatoare ca fiind un ansamblu de calculatoare legate intre ele in vederea comunicarii de mesaje si partajarii resurselor . Astfel este posibila transmiterea informatiei intre utilizatori situati in puncte diferite, folosirea simultana a informatiilor din bazele, bancile si depozitele de date de catre diferite categorii de utilizatori, precum si exploatarea in comun a mai multor resurse, programe si echipamente.

Calculatoarele reprezinta sistemele de calcul si trebuie sa fie echipate cu dispozitive de retea, dispozitive care sa confere conectivitatea necesara mediilor de comunicatii.

Calculatoarele unei retele pot fi atat servere care presteaza servicii mai multor utilizatori ai retelei, cat si statii de lucru utilizate in scopuri individuale de fiecare utilizator in parte. Serverul este calculatorul pe care ruleaza sistemul de operare de retea NOS (Network Operating System), supervizeaza comunicatiile in cadrul retelei si contine programe care ii permi 949g62j t sa se comporte ca un dispozitiv central de stocare pentru calculatoarele conectate la retea. Serverele pot fi dedicate sau nededicate. Serverul dedicat este un calculator care functioneaza doar ca server, nefiind folosit ca statie de lucru sau drept client, avand rolul de a asigura securitatea fisierelor si a directoarelor si de a deservi rapid cererile clientilor din retea.

In aprecierea performantelor unui server trebuie luati in considerare doi parametri:

1. Scalabilitatea unui server se refera la posibilitatea de crestere a capacitatii serverului. Este ineficient sa se construiasca un sistem in jurul unui server care este configurat la capacitatea maxima. Pe masura ce se adauga noi utilizatori la sistem, volumul tranzactiilor creste si se acumuleaza din ce in ce mai multe date, iar cererile adresate serverului vor spori. Mai devreme sau mai tarziu, cererile vor depasi capacitatea serverului de a servi. Consideratiile privind scalabilitatea includ:

adaugarea de noi module de memorie interna pentru a gestiona utilizatori suplimentari;

adaugarea de procesoare suplimentare pentru a putea control cresterea incarcaturii sistemului;

instalarea de discuri suplimentare;

respectarea limitelor sistemului de operare (numarul de utilizatori, spatiul disc total).

2. Toleranta la erori a unui server se refera la posibilitatea de recuperare a contextului curent de lucru dupa producerea unor disfunctionalitati hardware. Solutiile utilizate pentru a asigura toleranta la erori sunt sistemele neintreruptibile la tensiune si subsistemele de discuri RAID . Cele doua facilitati, impreuna, protejeaza serverul de cele mai frecvente cauze care produc defecte: intreruperea tensiunii si functionarea defectuoasa a discului. Pentru o toleranta completa la erori fiecare componenta a sistemului de calcul trebuie sa fie dublata.

Mediile de comunicatii sunt suporturile fizice care realizeaza transferul datelor de la un calculator la altul. La ora actuala, acestea sunt foarte variate, fapt ce permite implementarea unei retele de calculatoare in cele mai diverse locatii. Cele mai des utilizate medii ce comunicatii sunt:

Linia telefonica – permite conectarea calculatoarelor prin intermediul infrastructurii companiilor de telefonie fixa. Avand in vedere extinderea in teritoriu a acestor retele de telefonie, se poate realiza conectarea unui calculator la o retea din orice locatie care are la dispozitie un post telefonic. Datorita tehnologiei, dar mai ales a compozitie cablurilor liniilor telefonice (cupru), acest mediu de comunicatii are o viteza de transfer redusa si este supus interferentelor cu diverse surse de bruiaj.

Cablul de retea (coaxial, utp etc.) – prin intermediul lui se realizeaza conexiuni cu viteza si calitate mult mai buna decat a liniilor telefonice, in schimb necesita instalarea unei retele de cabluri la toate calculatoarele care urmeaza a se interconecta.

Fibra optica – este un mediu de comunicatii relativ nou, care a adus performanta tehnologica a comunicatiilor la nivelul cel mai ridicat. Utilizand lumina ca suport de transfer a datelor (spre deosebire de liniile telefonice sau cablurile de retea care utilizeaza ca suport de transfer curentul electric), fibra optica permite transferuri la viteze foarte mari, a unor cantitati de informatii impresionant. Principalul dezavantaj al utilizarii acestui mediu de comunicatii il constituie costul implementarii, care este forate ridicat.

Undele radio – reprezinta mediul comunicatiilor mobile, datorita faptului ca nu necesita existenta fizica a unui suport de comunicatie, informatiile propagandu-se de la un emitator la un receptor prin intermediul undelor hertz-iene. Tehnologiile actuale permit un transfer de date foarte bun (viteza mare) in orice colt al lumii.

Resursele disponibile reprezinta acele elemente ale unui sistem de calcul care pot fi folosite de catre toti utilizatorii unei retele de calculatoare, putand fi identificate urmatoarele trei categorii de resurse:

Hardware – reprezinta echipamentele electronice ale unui sistem de calcul. In retea se pot utiliza in comun urmatoarele categorii de resurse hardware: unitati de stocare a datelor, imprimante etc. Prin utilizarea in comun a unitatilor de stocare a datelor, utilizatorii au la dispozitie un spatiu de stocare considerabil mai mare, acesta fiind rezultatul insumarii tuturor spatiilor disponibile de pe toate calculatoarele din retea. Utilizarea imprimantelor in retea reduce considerabil costurile achizitiei de astfel de dispozitive, nefiind necesara conectarea la fiecare calculator a cate unei imprimante, ci conectarea tuturor calculatoarelor la o singura imprimanta.

Software – reprezinta ansamblul aplicatiilor ce pot fi folosite in paralel de catre utilizatorii retelei de calculatoare. Acest lucru diminueaza considerabil costurile achizitiei de programe de aplicatii, fiind necesara doar o licenta software pentru un program instalat pe un singur calculator si folosit de mai multi utilizatori simultan de la mai multe calculatoare. Totodata, actualizarea acestor programe este mult mai simpla, fiind necesara efectuarea operatiei doar pe un calculator.

Resurse informationale – reprezinta rezultatele prelucrarii datelor. Utilizarea in comun a acestor resurse determina eficientizarea sistemului informational al organizatiei.

In termeni de specialitate, utilizarea in comun a resurselor unei retele de calculatoare se numeste partajarea resurselor. Acest procedeu determina o eficientizare a costului resurselor, dar mai ales o eficientizare a rezultatelor obtinute.

O retea de calculatoare este sustinuta de un software de retea, absolut indispensabil, capabil sa rezolve probleme de comunicare complexe. (de exemplu, Novell Netware si Windows NT pentru retelele locale si sistemele de tip UNIX -Linux mai ales pentru conectarea subretelelor in retele de arie mai larga).

Sistemele de operare in retea controleaza functionarea componentelor hardware si software ale sistemului de calcul, in conditiile specifice lucrului intr-o retea de calculatoare, precum si accesul utilizatorilor la resursele retelei, permitand partajarea acestor resurse.

Sistemele de operare proiectate pentru gestionarea lucrului in retea trebuie sa asigure cateva functii suplimentare, fata de celelalte functii ale unui sistem de operare. Aceste functii se refera la:

1. Comunicarea intre nodurile retelei (nodurile retelei sunt sistemele de calcul din retea). Aceasta functie trebuie sa asigure transferul de date intre sistemele de calcul din retea, utilizand un set de reguli care reglementeaza comunicarea in retea, set de reguli numit protocol de retea; problema transferului de date este complexa si implica:
• realizarea legaturii punctuale intre doua sisteme de calcul: un sistem transmite date si celalalt le receptioneaza
• asigurarea transferului de date intre doua noduri, prin intermediul altor noduri
• operatii de selectie a traseului pe care sa se faca transferul de date intre doua sisteme de calcul din retea (functii de rutare)
• operatii de conversie a datelor in si din formatul specific transmiterii datelor in retea, codificarea sau impachetarea datelor, conform anumitor reguli, numite protocoale de comunicatie, etc.
• mecanisme de detectare si tratare a erorilor de transmisie
• autentificarea proceselor implicate in transfer, cu verificarea drepturilor de acces in retea, etc.
2. Partajarea resurselor unui sistem de calcul intre nodurile retelei. Se numeste host un nod al retelei care permite partajarea resurselor sale de catre celelalte noduri din retea.

Partajarea propriilor resurse de catre un nod presupune gestionarea cererilor multiple si simultane de acces la resursele partajate, care pot sa apara de la celelalte noduri din retea. Aceasta inseamna ca sistemul host trebuie sa fie un sistem multitasking si multiuser.

De exemplu optiunea Sharing (utilizare in comun) din meniul de context al unor obiecte Windows permite definirea modului de partajare a resursei respective in cadrul retelei

3. Accesarea resurselor partajate din retea se refera la capacitatea unui nod de a avea acces la resursele partajate de un alt nod din retea.

Pentru a permite accesul la o resursa partajata din retea, se definesc, pentru aceasta resursa, drivere virtuale, care sunt declarate pe sistemul nodului care utilizeaza resursa partajata. Aceste drivere se refera deci la resurse care nu exista fizic in sistemul de calcul respectiv dar exista fizic pe host. Definirea unei corespondente intre unitatile fizice partitionate, din retea, si driverele virtuale definite pe nodul local se numeste operatie de mapare.

Gestionarea driverelor virtuale este realizata de o componenta de retea specializata, instalata pe fiecare nod.

De exemplu optiunea Map Network Drive (Mapare unitate de retea) este oferita, in sistemul de operare Windows, de aplicatia Explorer; ea da posibilitatea maparii unei unitati virtuale locale la o unitate din retea. Operatia inversa, de anulare a maparii, se realizeaza cu optiunea Disconnect Network Drive (Deconectare unitate de retea).

4. Identificarea nodurilor retelei si stabilirea drepturilor de acces in retea. Aceste functii sunt implementate pe serverul de retea si presupun asocierea unui sistem de parole fiecarui utilizator din retea, pentru identificarea acestuia; in felul acesta pot fi reglementate drepturile de acces la resursele partajate de server, pentru fiecare utilizator si pot fi definite actiunile permise utilizatorilor din retea.

Mecanismul de identificare a utilizatorilor ofera si posibilitatea urmaririi (inregistrarii) activitatii utilizatorilor in retea.

Spre exemplu, Windows NT Server este un sistem de operare pentru un server de retea si are implementata functia de definire si control ale drepturilor de acces.

Raspandirea fara precedent a retelelor de calculatoare se explica prin importanta pe care o are schimbul informational si avantajele pe care retelele de calculatoare le ofera in aceasta directie. Astfel, ele asigura atat o flexibilitate sporita, cat si avantaje economice. Flexibilitatea sporita este data de posibilitatile de extindere a retelei prin adaugarea de noi statii de lucru sau servere sau de impartirea resurselor intre utilizatori. Avantajele economice sunt determinate de costurile mai reduse ale echipamentelor, dar si de exploatarea in comun a mai multor resurse: date, programe, echipamente.