Proiectarea Retelelor de Calculatoare
=== 1152dcfc37e89d8b9ef498cc3010f4cc9c218cb2_369114_1 ===
Universitatea “Al. I. Cuza” Iași
Facultatea de Economie și Administrarea Afacerilor
Specializarea Informatică Economică
LUCRARE DE LICENȚĂ
Iași
2016
Introducere
În contextul rutinei zilnice, proiectarea rețelelor de calculatoare nu este un subiect discutat sau analizat prea des. Persoanele care se bucură de beneficiile tehnologiilor implicate și rezultate din proiectarea unor astfel de rețele sunt rareori interesate de procesul creării lor sau de modul prin care funcționarea lor este posibilă.
Acest fenomen este normal, întrucât rețelele de calculatoare pot fi de o complexitate dificil de digerat de către categoriile de public care se folosesc de ele. Cu toate acestea, studiul acestui subiect este foarte important, nu doar pentru a înțelege bazele unei rețele de calculatoare, dar și pentru a facilita evoluția tehnologiilor care îi stau la baza.
Lucrarea de față este concepută pentru a arăta cât de important este pentru orice persoană să cunoască principiile de bază ale unei rețele de calculatoare, cu ajutorul căreia își desfășoară activitatea mai simplu și mai eficient în viața de zi cu zi.
De asemenea, pe parcursul acestei lucrări voi intra în detalii specifice ale acestui domeniu, subliniind metodele și instrumentele care pot fi folosite în proiectarea unei rețele de calculatoare.
Motivația lucrării
Informația și comunicarea dintre oameni și entități este indispensabilă în zilele noastre. Volumul de informații la care avem acces fiecare dintre noi este incomensurabil, iar importanța acestei facilități este extrem de mare. Comunicarea din viața de zi cu zi, dar și comunicarea strategică de la nivelul întreprinderilor are loc cu ajutorul calculatoarelor, de diferite dimensiuni și cu diferite abilități tehnice.
Atunci când dispozitivele și calculatoarele sunt izolate, comunicarea la distanță este aproape imposibil de realizat. Este deja bine-cunoscut faptul că alte tehnologii, precum telefonul, nu au capacitatea de a transmite informații în același fel în care o face un calculator. De aceea, importanța calculatorului în viața de zi cu zi a unei persoane nu trebuie să fie subestimată, iar studiul rețelelor de calculatoare este esențial pentru înțelegerea impactului pe care l-ar avea lipsa acestor tehnologii asupra vieților noastre.
Motivul principal pentru care am ales acest subiect pentru lucrarea de licență este faptul că înțelegerea acestor concepte este destul de limitată în rândul persoanelor pe care le întâlnim în viața de zi cu zi. Mai mult, aceste tehnologii au devenit atât de avansate, încât cei care se află în afara acestui domeniu de activitate, insistă foarte puțin sau deloc să le înțeleagă, întrucât explicațiile par mult prea complexe.
Totuși, aproape orice persoană se bucură de o calitate mai bună a vieții în această perioadă de explozie tehnologică. Până și persoanele a căror activitate profesională nu depinde de un calculator, au parte de beneficii, servicii și o comunicare mai eficientă, datorită rețelelor de calculatoare care sunt folosite în întreaga lume de către companii, instituții, furnizori de servicii și mulți alții.
Obiectivul lucrării
Scopul principal pe care mi l-am propus prin această lucrare este acela de a oferi o perspectivă simplistă și generală asupra rețelelor de calculatoare și de a arăta că proiectarea acestora este, până la urmă, un proces logic, tehnic, care poate fi realizat de către orice persoană care își însușește cunoștințele necesare. De asemenea, vreau sa evidențiez metodele prin care pot fi realizate astfel de rețele și să subliniez importanța evoluției tehnologiilor folosite și modurile prin care acestea pot fi analizate.
Structura lucrării
Această lucrare este structurată în mod logic, pornind de la un prim capitol în care voi reconstitui traiectoria rețelelor de calculatoare în timp. Pe parcursul capitolului 1, discut despre scopul și utilitatea acestora, iar mai apoi, modurile prin care pot fi aplicate în locuințe și în cadrul companiilor.
Cel de-al doilea capitol include informații despre structura rețelelor de calculatoare și se referă la tipurile, topologiile, arhitecturile și componentele acestora.
De-a lungul capitolului 3, voi prezenta metodele și instrumentele de proiectare a unor rețele de calculatoare, scoțând în evidență cele mai populare astfel de elemente, precum și recomandările autorilor lucrărilor de specialitate.
Capitolul 4 este compus din informații legate de proiectarea propriu-zisă a rețelelor de calculatoare, dar și despre analiza acestora.
Capitolul 5 și ultimul conține concluziile lucrării, în care îmi propun să demonstrez cu ajutorul materialelor academice relevante și a exemplelor reale, faptul că rețelele de calculatoare sunt esențiale pentru funcționarea propice a societăților moderne de astăzi.
Rețelele de calculatoare – de la începuturi până astăzi
Scurt istoric
Pentru a putea înțelege mai bine utilitatea și aplicabilitatei unei rețele de calculatoare, este important să facem o scurtă incursiune în istoria calculatoarelor. Așadar, aflăm că primul calculator digital din toate timpurile a fost inventat între anii 1943 și 1946, în timpul celui de-al doilea război mondial, de către J. Presper Eckert și John Mauchly la Universitatea din Pennsylvania.
Denumit ENIAC (Electronic Numerical Integrator and Computer), acest calculator care a fost proiectat pentru a folosi unui grup de oameni de știință drept armă de război, avea abilități extrem de limitate, departe de conceptul de calculator pe care îl cunoaștem astăzi. Acesta funcționa cu ajutorul reprogramării și, conform cercetătorilor acelor vremuri, era capabil să rezolve o varietate de probleme numerice.
Rezultatele pozitive aduse de acest nou tip de calculator au condus la finanțarea cercetărilor pentru a descoperi noi metode de a dezvolta aceste tehnologii. Astfel, în timp, calculatorul a devenit foarte popular, contrar așteptărilor publicului.
Între timp, întregul domeniu al telecomunicațiilor a explodat, oferind oamenilor din întreaga lume posibilitatea de a comunica la distanță. Convergența dintre aceste două importante tehnologii a dat naștere unui domeniu mult mai complex care implica rețelele de calculatoare și comunicarea dintre acestea.
Conform autorilor de specialitate, o rețea de calculatoare este o rețea formată din sisteme autonomie interconectate și distribuite geografic în așa fel încât transmiterea și schimbul de informații între acestea devin posibile.
Edsger W. Dijkstra, inventatorul algoritmului care a fost folosit pentru construirea computerului X1 și câștigător al premiului A.M. Turing, spunea că „în informatică ai de-a face cu calculatorul, așa cum ai în astronomie cu telescopul”.
O definiție general acceptată de către autorii lucrărilor de specialitate este cea care afirmă că o rețea de calculatoare este un ansamblu de sisteme de calcul interconectate prin intermediul unor medi de comunicație, în scopul utilizării în comun de către mai mulți utilizatori a tuturor resurselor fizice, logice și informaționale, asociate calculatoarelor din rețea.
Conform explicațiilor moderne, rețelele de calculatoare sunt grupuri de sisteme de calculatoare și alte dispozitive, conectate între ele prin canale de comunicare pentru a facilita comunicarea și distribuirea de resurse între mai mulți utilizatori.
Evoluția rețelelor de calculatoare este interesantă și logică în același timp. Este ușor de imaginat că imediat după apariția primelor calculatoare, latura curioasă și imposibil de mulțumit a omului îl va conduce pe acesta înspre explorarea infinitelor posibilități de dezvoltare a tehnologiilor de la acea vreme. Astfel, dorința de a crea o conexiune eficientă între calculatoare era de așteptat, întrucât era necesară detectarea noilor metode de comunicare rapidă între oameni și sisteme, dar și criptarea conversațiilor.
Rețelele de calculatoare, cunoscute și sub denumirea de „datacom”, reprezintă rezultatul logic al evoluției dintre cele mai importante ramuri științifice și tehnice ale civilizației moderne – calculul și telecomunicațiile. Cel mai primitiv exemplu de rețea de calculatoare este SAGE (Semi-Automatic Ground Environment), care a fost folosită de către armata Statelor Unite ca sistem de radar.
Astăzi, rețelele de calculatoare sunt clasificate în numeroase categorii, precum Local Area Networks (LAN), Personal Area Networks (PAN), Home Area Networks (HAN), Enterprise Private Networks, Internetworks, Global Area Networks (GAN) etc. Variantele moderne ale rețelelor de calculatoare ne permit astăzi să comunicăm cu ușurință prin mesaje instant, video conferințe sau prin email, să accesăm un dispozitiv hardware precum o imprimantă sau un scanner, să împărtășim informații dintr-un fișier cu o rețea de utilizatori, să oferim acces la diferite programe și sisteme de la distanță etc.
Însă, accesarea informațiilor și a datelor între calculatoare și sisteme de calculatoare nu a fost mereu atât de simplă. Așa cum sugerează autorul C.T. Buhia, dispozitivele periferice erau conectate la un calculator central prin hardware de comunicație la începutul anilor `50, pentru a utiliza resursele disponibile în mod optim și economic. Modelul de rețea folosit în acea perioadă era includea calculatoare centrale, denumite și mainframe-uri și dispozitive locale, cunoscute sub denumirea de terminale. Mainframe-urile erau folosite la stocarea datelor, iar terminalele conțineau dispozitive de intrare și un hardware de comunicație. Acest model, însă, nu reprezenta încă o rețea propriu-zisă. Doar în momentul în care s-a conturat nevoia comunicării dintre două sau mai multe mainframe-uri, rețeaua de calculatoare era formată cu adevărat.
Acum mai bine de 60 de ani, calculatoarele erau mașinării costisitoare care implicau costuri mari pe termen lung. Astfel, distribuirea resurselor reprezenta o modalitate de a reduce costurile de utilizare ale calculatoarelor.
Bob Kahn și Vinton Cerf au fost doi dintre membrii echipei care a creat protocolul TCP/IP în anii `80, în cadrul Ministerului Apărării Naționale al SUA. Pentru prima dată, ARPANET (Advanced Research Projects Agency Network), o rețea de calculatoare care a apărut în anul 1969, a implementat protocolul TCP/IP. Astfel, rețeaua era văzută, în sfârșit, ca un „Internet”, iar până în 1990, rețelele de calculatoare au devenit atât de populare, încât fiecare individ îți dorea să aibă un calculator. Mai mult decât atât, Internetul a devenit disponibil pentru publicul larg, World Wid Web a devenit un concept din ce în ce mai cunsocut, iar Netscape și Microsoft erau se întreceau în crearea unui motor de căutare.
În timp, numărul calculatoarelor folosite a crescut simțitor, iar securitatea datelor devenea o problemă din ce în ce mai importantă. Protejarea informațiilor cu caracter sensibil și nu numai, reprezenta o preocupare a specialiștilor din domeniu încă de la începutul anilor `30, iar în 1960, termenul de „hacker” devine cunoscut datorită unor studenți de la Institutul de Tehnologie din Massachussetts (MIT). Criptarea datelor a evoluat foarte mult, odată cu descoperirea fraudelor din interiorul rețelelor, iar conectivitatea se realiza din ce în ce mai simplu.
Prima rețea internațională a fost IPSS (International Packet Switched Service) și a fost realizată de către reprezentanții Western Union International și British Post Office în 1978. Ediția din 20 Noiembrie 1980 a revistei „New Scientist” includea un articol despre supraextinderea bazelor de date ale liniilor telefonice britanice. Articolul conținea informații despre folosirea excesivă a IPSS care îi împiedica pe oficiali să comunice între ei, pe motiv că linia era mereu ocupată. Ca și consecință a acestui fapt, se aștepta testarea noilor echipamente care aveau menirea de a ușura acest proces.
Anul 1974 este acela în care termenul de „Internet” devine oficial, datorită unui protocol de rețea cunoscut ca și RFC 675. Cuvântul Internet era, în acea perioadă, prescurtarea cuvântului internetworking.
Anul 1985 este, de asemenea, un an de o importanță majoră în istoria rețelelor de calculatoare, întrucât reprezintă perioada în care NSFNET (The National Science Foundation Network) a fost fondată. Această rețea urma să fie coloană vertebrală a Internetului de astăzi. Cu pași greoi, dar rapizi, rețelele de calculatoare se extindeau, iar Internetul începea să fie folosit în întreaga lume. Astfel, conceptul de Internet of Things care se referă la interconectarea dispozitivelor cu acces la o rețea, a început să prindă contur, transformând rețelele de calculatoare în elemente esențiale ale vieții de zi cu zi.
Istoria rețelelor de calculatoare ne arată de ce a apărut necesitatea utilizării unor calculatoare digitale și a conexiunii dintre ele. Astfel, procesul de comunicare dintre oameni și entități a căpătat o cu totul altă formă, mult mai eficientă, care ridică standardele traiului de astăzi.
În capitolele care urmează, voi discuta despre tehnologiile, modelele și structurile folosite astăzi pentru proiectarea rețelelor de calculatoare.
Scopul rețelelor de calculatoare
Așa cum am arătat în rândurile de mai sus, obiectivul principal al rețelelor de calculatoare a fost inițial acela de a facilita comunicarea și transferul de informații dintre mai multe terminale. Cu siguranță însă, scopul inițial s-a modificat în timp și include astăzi o mare varietate de motive pentru care societatea actuală ar întâmpina dificultăți enorme în lipsa unor rețele de calculatoare.
Astăzi, împarțirea sau partajarea informațiilor reprezintă unul dintre scopurile principale ale unei rețele de calculatoare. Accesul la diferite dispozitive hardware, așa cum este un scanner sau o imprimantă, nu ar putea fi realizat de la un calculator, laptop sau telefon mobil, în zilele noastre, în lipsa unor rețele. Nici dispozitivele externe de stocare a datelor nu ar putea fi accesate de către mai mulți utilizatori în lipsa acestora.
Exceptând factorul practic care determină principalul obiectiv al rețelelor de calculatoare, este necesar să luăm în considerare și factorul economic implicat. În prezența unor rețele de calculatoare, nu doar flexibilitatea conexiunilor crește, ci și potențialul de reducere a costurilor, prin punerea la dispoziție a datelor, folosind o singură sursă.
Așadar, rețelele de calculatoare sunt folosite în primul rând pentru partajarea informațiilor, dar și pentru partajarea hardware și software și centralizarea administrării și a asistenței tehnice.
În continuare, voi discuta despre aplicabilitatea rețelelor de calculatoare în mediul casnic și în cel profesional, cu scopul de a arăta care este utilitatea acestora în rutina zilnică.
Aplicabilitatea rețelelor de calculatoare în mediul casnic
Rețelele de calculatoare și-au dovedit utilitatea atât în locuințe, cât și în mediile profesionale de-a lungul timpului, însă este important de menționat care sunt situațiile în care o rețea este avantajoasă în astfel de spații.
În locuințe, calculatoarele sunt utilizate de cele mai multe ori în scop personal, de relaxare sau de divertisment. Acestea se conectează în majoritatea cazurilor la Internet și au posibilitatea de a se conecta și cu alte dispozitive care pot fi conectate în aceeași rețea.
Așadar, deja am menționat două dintre cele mai importante situații în care o rețea este importantă în mediul casnic: conexiunea la Internet și conexiunea cu alte dispozitive. Alte motive pentru care este important ca o rețea să existe într-o locuință sunt divertismentul, comertul electronic, accesul la informație, accesul la jocuri cu realitate augmentată, accesul mai multor utilizatori la fișiere comune de pe un drive etc. Toate acestea sunt menționate și în lucrările de specialitate ale autorilor din domeniu. V.S. Bagad și I.A Dhotre subliniază aplicabilitatea rețelelor de calculatoare în mediul casnic și arată care sunt avantajele accesului la acestea.
Avantajul creării și implementării unei rețele de calculatoare în interiorul unei locuințe este siguranța datelor. Având în vedere faptul că rețeaua include doar câteva dispozitive controlate de utilizatori care comunică direct și care au acces la același tip de informații, dispare necesitate implementării unor măsuri de securitate severe. Așadar, și costurile sunt foarte scăzute.
Cele mai frecvente obiecte și dispozitive care se pot conecta între ele cu ajutorul unei rețele casnice (home network) sunt:
Calculatoarele (desktop, laptop etc)
Televizoarele
Imprimantele / Scannerele
Routerele (prin Ethernet sau wireless)
Dispozitivele mobile (telefoane, tablete)
Home Theather / Blu Ray
Console pentru jocuri video
Datorită posibilității de a crea rețele în interiorul spațiilor casnice, conectivitatea dintre obiecte și dispozitive care pot fi conectate la Internet sau la aceeași rețea, se realizează astăzi extrem de simplu. Internet of Things este unul dintre fenomenele care sunt favorizate de existența rețelelor de calculatoare și alte dispozitive
.
Aplicabilitatea rețelelor de calculatoare în mediul profesional
Rețelele de calculatoare proiectate și implementate pentru mediile de business, interprinderi, companii sau instituții își regăsesc utilitatea în nenumărate situații, începând de la activitățile zilnice pe care angajații le realizează și până la activitățile conducerii. Aplicabilitatea unei rețele de calculatoare în mediile profesionale nu este doar posibilă, ci reprezintă un factor absolut esențial pentru bunadesfășurare a activității. Însă, în comparație cu rețelele de calculatoare pentru spațiile casnice, securitatea este un subiect căruia trebuie să i se ofere foarte multă atenție.
În trecut, atunci când proiectarea rețelelor de calculatoare era un domeniu relativ nou, iar calculatoarele erau echipamente foarte costisitoare, rețelele digitale reprezentau un lux pe care nu multe companii reușeau să îl obțină. Așa cum descriu și autoarele Linda Null și Julia Lobur , angajații care își desfășurau activitatea în sucursale diferite ale aceleiași companii, aveau nevoie de resursele biroului central la fel de mult ca și cei care se aflau în locația principală. Pentru că nu exista o soluție care să le ofere aceste avantaje, a apărut nevoia unei conectivități mai avansate.
Furnizorii de servicii ai acelor timpuri ofereau diferite soluții, printre aceștia aflându-se și IBM, care propunea varianta SNA (Systems Network Achitecture). Aceasta soluție pentru comunicarea end-to-end a fost utilizată pentru mai mult de trei decenii de către un număr foarte mare de companii .
În timp, arhitectura rețelelor de calculatoare a evoluat cu ajutorul proiectelor precum ARPA (Advanced Research Projects Agency) sau NSFNET care au contribuit la dezvoltarea unor viziuni avansate și in final, la crearea Internetului de astăzi.
Astăzi, aproape toate procesele realizate în cadrul unei companii sau instituții necesită folosirea unor calculatoare, iar partajarea resurselor este unul dintre principalele motive pentru care rețeaua de calculatoare este de nelipsit. Programele, soluțiile software, echipamentele și datele necesare unei intreprinderi trebuie să fie accesibile de către un număr mare de utilizatori. Accesul este posibil atunci când o rețea de calculatoare este creată și atunci când utilizatorii beneficiază de credențialele necesare accesării unor fișiere, precum este numele de utilizator și parola.
Cele mai frecvente resurse la care trebuie să fie acordat accesul într-o intreprindere cu ajutorul unei rețele de calculatoare sunt următoarele:
Baze de date
Accesul la hardware și software (imprimantă, scanner etc)
Medii de comunicare internă
Comerț electronic
Securizarea datelor
Rețelele de calculatoare destinate mediilor profesionale sunt create special pentru nevoile intreprinderii unde vor fi aplicate, în funcție de dispozitivele care vor fi interconectate, viteza necesară transferului de date, volumele de informații și date care vor fi partajate, nivelul de securitate a datelor necesar, traficul existent între calculatoare etc.
Rețelele moderne utilizează tehnologii noi și foarte eficiente pentru a stabiliza conexiunea dintre calculatoare, servere și routere, dar și dintre calculatoarele din rețea. Una dintre aceste tehnologii este Cloud-ul, care aduce cu sine o mulțime de avantaje care anulează nevoia de servere locale, hard drive-uri și echipamente costisitoare pentru stocarea de date.
Despre structura și arhitecturile folosite pentru proiectarea rețelelor de calculatoare voi discuta în capitolele care urmează și în special în capitolul 3, unde voi vorbi despre metodele și instrumentele de proiectare a rețelelor de calculatoare.
Structura Rețelelor de Calculatoare
Așa cum am menținoat la începutul lucrării, rețelele de calculatoare reprezintă un sistem de calculatoare interconectate care permit accesul reciproc la resursele pe care acestea le conțin. Dacă până în acest punct am discutat despre generalitățile rețelelor de calculatoare, în acest capitol mă voi referi la detaliile tehnice și specificațiile unei rețele de calculatoare, întrucât acestea sunt foarte importante în procesul de proiectare a rețelelor.
Astfel, vom afla care sunt tipurile de rețele de calculatoare pe care le putem folosi în ziua de astăzi, funcțiile acestora, topologiile și arhitectura lor, dar și componentele pe care trebuie să le includă.
Așadar, înainte de a intra în detaliile tehnice, este necesar să menționez faptul că o rețea include mai multe calculatoare cu ajutorul cărora se execută procese denumite „utilizator”, cu scopul de a oferi terminalelor posibilitatea de a comunica între ele, de a mări capacitatea de stocare, puterea de calcul etc.
Tipuri de retele de calculatoare
Datorită tehnologiilor de care dispunem astăzi, rețelele de calculatoare de care ne putem folosi în funcție de necesități se împart în mai multe categorii. Acestea pot fi clasificate în funcție de mărime, abilități și distanța pe care o pot acoperi, iar această clasificare poate fi făcută datorită diferitelor tipuri de hardware folosite.
Există două tipuri de transmisie folosite în general pentru crearea unor rețele, și anume legăturile cu difuzare și legăturile punct-la-punct.
Aceste clasificări sunt menționate în toate lucrările de specialitate din domeniu, pentru ca reprezintă un factor important în determinarea nevoilor unui entități atunci când se decide că aceasta are nevoie de o rețea de calculatoare. Majoritatea autorilor clasifică rețelele de calculatoare în funcție de acoperirea geografică astfel:
LAN (Local-Area-Network) – rețele locale
MAN (Metropolitan Area Network) – rețelele de la nivelul unei arii mai largi (oraș, județ etc)
WAN (Wide Area Network) – rețele teritoriale
Simple – acest tip de rețea presupune folosirea unor modemuri și accesul la servere de la distanță.
Complexe – presupune folosirea routerelor și a filtrelor pentru conectarea unui număr foarte mare de domenii de rețea la distanță.
Alte tipuri de WAN mai sunt și:
Rețelele de companie (rețelele unei singure organizații)
Rețelele globale (rețelele mai multor organizații interconectate)
Internetul – o rețea compusă din alte rețele din categoria WAN
În funcție de ușurința cu care poate fi făcut accesul la rețelele de calculatoare, acestea mai pot fi și publice sau private. De asemenea, acestea mai pot fi clasificate în funcție de complexitate, în rețele reale (care pot fi instalate și administrate numai cu ajutorul unor experți în domeniu) și false, care funcționează ca niște rețele, dar nu includ echipamente de rețea. Un alt tip de rețea care poate fi clasificată în funcție de complexitatea organizării unei rețele este și rețeaua peer-to-peer, care mai este denumită și „rețea între egali” sau „grup de lucru”. Aceasta poate fi formată din maxim 10 calculatoare. Ultimul tip de rețea inclus în această categorie este rețeaua bazată pe server, cunoscută și ca și „client-server”. Conectarea mai multor calculatoare se face în cele mai multe cazuri cu ajutorul unei astfel de rețele, iar serverul folosit trebuie să fie unul dedicat.
Tanenbaum face o clasificare care include și alte tipuri de rețele ca fiind categorii principale, utilizate în viața de zi cu zi. Acesta are o viziune mai realistă în comparație cu alți autori, adaptând informațiile despre rețelele de calculatoare la nevoile societăților moderne. Așadar, acesta include rețelele fără fir (wireless) în clasificarea sa, specificând faptul că acestea se pot împărți în alte trei mari categorii:
Compomentele unui sistem (interconectate)
LAN-uri wireless
WAN-uri wireless
De asemenea, Tanenbaum include și rețelele casnice (home networks) în clasificarea sa, prevăzând evoluția pe care o putem observa astăzi referitoare la Internet of Things și anume, interconectarea unui număr mare de obiecte care se pot regăsi într-o locuință. Aici amintește calculatoarele, dispozitivele pentru divertisment, dispozitivele pentru telecomunicații, aparatura casnică, dar și contoarele și alarmele.
Inter-rețelele reprezintă un alt tip care se regăsește în această clasificare. Acestea sunt colecții de rețele interconectate care se realizează cu ajutorul unor porți, cunoscute în zilele noastre ca și „gateways”.
Toate aceste tipuri de rețele sunt folosite în întreaga lume în număr foarte mare, motiv pentru care nevoia detectării unor soluții hardware și software care să fie ușor de folosit, sigure și să aibă o mare flexibilitate, crește cu fiecare an.
În continuare voi sublinia tipurile de topologii existente, pentru a evidenția modurile prin care se poate realiza dispunerea unei rețele într-un anumit spațiu.
Topologii
Topologia rețelelor de calculatoare reprezintă cartografierea legăturilor și a nodurilor existente într-o rețea și poate fi atât logică, cât și fizică. Un nod al unei rețele poate avea una sau mai multe conexiuni cu alte noduri din aceeași rețea, motiv pentru care topologiile rețelelor pot fi identice sau diferite. Toate nodurile si link-urile (conexiunile) sunt reprezentate prin grafuri, iar teoria grafurilor este cea care stă la baza tehnologiei rețelelor.
În toate lucrările de specialitate întâlnim șase tipuri de bază de topologii, din care pot deriva alte categorii:
Bus – topologia magistrală
Star- topologia stea
Ring – topologia inel
Tree – topologia arbore
Mesh
Extended Star – topologia stea extinsă
Aceste șase tipuri de topologii nu apar în toate lucrările de specialitate cu aceleași denumiri, în special atunci când vine vorba despre topologia „stea extinsă”. Celelalte cinci, însă, sunt prezente în toate materialele de specialitate sub aceleași denumiri și cu aceleași semnificații. Spre exemplu, autorul Achyut S. Godbole denumește ce-a dea șasea topologie „hibrid” și o descrie ca fiind o topologie care utilizează două sau mai multe dintre cele cinci topologii principale. Acesta menționează că există multiple modalități de a crea o astfel de topologie, iar atunci când o rețea este extrem de complexă, aceasta poate fi redusă la una de tip hibrid.
În schimb, în accepțiunea autorului Steve Steinke, există trei tipuri de topologii principale și altele trei derivate. Acesta sugerează că topologia de tip stea, inel și magistrală sunt principalele topologii. De asemenea, menționează topologia de tip „stea în cascadă”, folosită pentru rețelele de dimensiuni foarte mari, în care un multiport central servește ca un punct de focalizare pentru alte multiporturi, creând o serie de topologii de tip stea, conectate între ele. Practic, explicația aceastei topologii este asemănptoare cu cea de tip „stea extinsă”.
Figura 1 – Tipologii
Așa cum se poate observa în Figura 1., există și un tip de topolgie denumită „fully connected”, care poate fi tradusă în limba română ca fiind complet conectată.
Cea de-a șasea categorie poate fi denumită în diferite moduri, în funcție de necesitate și de forma sa finală. Pentru că aceasta variază foarte mult în funcție de necesitățile spațiului în care rețeaua va fi instalată și de hardware-ul disponibil, nu voi insista pe descrierea unor astfel de modele. În schimb, consider că este important să subliniez principalele caracteristici ale celor cinci topologii principale.
Bus – topologia magistrală
Rețeaua de tip magistral este o topologie în care toate nodurile sunt conectate printr-un singur canal de comunicare, denumit „bus”. Acest canal nu permite comunicarea dintre mai mult de două noduri deodată. Avantajul unei astfel de topologii este abilitatea rețelei de a conecta oricâte noduri fără a necesita alte echipamente.
Acest tip de rețea folosește o filosofie focalizată pe multiple puncte, este ușor de instalat și utilizează mai puține cabluri decât alte tipuri de topologii. Cu toate acestea, adăugarea unor noi noduri este relativ dificilă. Reprezentarea unei astfel de topologii poate fi vizualizată în Figura 2.
Figura 2 – Topologia magistrală
Star- topologia stea
Conform autorului Steve Steinke, topologia de tip stea era folosită în trecut în special pentru minicalculatoare și medii mainframe. Acestea sunt compuse în general dintr-un sistem de terminale sau PC-uri, fiecare fiind conectate prin cablu la un procesor central. Autorul Achyut S. Godbole compară această toologie cu principiul folosit de sistemele de telefonie fixă, în care comutarea (switching) ajută la stabilirea unei conexiuni între noduri.
Unul dintre avantajele majore ale topologiei de tip stea este faptul că permite centralizarea resurselor de lucru și oferă administratorului de rețea un punct central prin care poate gestiona activitatea rețelei.
Figura 3 – Topologia de tip stea
Ring – topologia inel
Topologia de tip inel a fost promovată de către IBM cu ajutorul tehnologiei Token Ring care folosea un singur cablu pentru a conecta mai multe noduri între ele. În această topologie, fiecare nod este conectat la un punct central printr-un dispozitiv central denumit MAU (Media Access Unit) și utilizează o metodă de acces bazată pe un semnal electronic.
Acest tip de rețea este ușor de configurat și de instalat pentru că are la bază un sistem unidirecțional. Unul dintre avantajele majore ale acesteia este faptul că sunt necesare numai cabluri scurte, iar fibra optică este ușor de implementat în acest caz.
Figura 4 – Topologia de tip inel
Tree – topologia arbore
Conform lucrărilor de specialitate, această topologie poate fi derivată din topologia stea, însă acest lucru nu este obligatoriu. Denumirea acesteia nu putea fi mai potrivită, întrucât ierarhia hub-urilor are aspectul unui arbore, având mai multe brațe interconectate. Hub-ul central conține un repetor care regenerează biții care intră și îi transformă în semnale potrivite. Unii autori susțin că topologia de tip arbore este mai asemănătoare cu cea magistrală, așa cum sugerează R.S. Rajesh. Acesta afirmă că o astfel de topologie este potrivită pentru organizațiile în care biroul central comunică cu birouri regionale la distanță.
Figura 5 – Topologia de tip arbore
Mesh
Topologia Mesh, cunoscută și sub denumirea de topologie completă, este compusă din noduri conectate cu toate celelalte noduri prin link-uri directe. În acest tip de rețea, fiecare pereche de noduri este conectară cu ajutorul unui link point-to-point exclusiv, iar fiecare nod necesită o interfață separată pentru a face conexiunea posibilă. Datorită link-urilor dedicate, traficul nu reprezintă niciodată o problemă într-o astfel de rețea. Un alt avantaj este faptul că securitatea unei astfel de rețele este robustă, iar atunci când una dintre conexiuni nu este funcțională, celelalte pot fi folosite fără a întâmpina probleme.
Cu toate acestea, lungimea și numărul cablurilor necesare poate reprezenta o problemă. De aceea, o astfel de topologie nu este recomandată pentru rețelele de dimensiuni mari.
Figura 6 – Topologia de tip mesh
Arhitecturi
Arhitectura de rețea este reprezentarea acesteia pe multiple niveluri și protocoale, iar specificațiile acesteia trebuie să conțină suficiente informații pentru a permite proiectanților de rețele să scrie programele și să construiască echipamentele necesare fiecaărui nivel. Tanenbaum confirmă faptul că specificațiile și detaliile de implementare a unei rețele nu fac parte din arhitectura acesteia însă sunt esențiale pentru realizarea ei.
Arhitectura unei rețele, este o structură globală care include componentele care o fac să fie funcțională, așa cum este hardware-ul și software-ul de sistem. Cel mai frecvent utilizate arhitecturi de rețea sunt Ethernet, TokenRing, AppleTalk și ArcNet. Despre fiecare dintre acestea voi discuta în rândurile care urmează pentru a oferi o imagine de ansamblu asupra avantajelor pe care acestea le oferă.
Arhitectura Ethernet
Arhitectura TokenRing
Arhitectura AppleTalk
Arhitectura ArcNet
=== 1152dcfc37e89d8b9ef498cc3010f4cc9c218cb2_379075_1 ===
Universitatea “Al. I. Cuza” Iași
Facultatea de Economie și Administrarea Afacerilor
Specializarea Informatică Economică
LUCRARE DE LICENȚĂ
Iași
2016
Introducere
În contextul rutinei zilnice, proiectarea rețelelor de calculatoare nu este un subiect discutat sau analizat prea des. Persoanele care se bucură de beneficiile tehnologiilor implicate și rezultate din proiectarea unor astfel de rețele sunt rareori interesate de procesul creării lor sau de modul prin care funcționarea lor este posibilă.
Acest fenomen este normal, întrucât rețelele de calculatoare pot fi de o complexitate dificil de digerat de către categoriile de public care se folosesc de ele. Cu toate acestea, studiul acestui subiect este foarte important, nu doar pentru a înțelege bazele unei rețele de calculatoare, dar și pentru a facilita evoluția tehnologiilor care îi stau la baza.
Lucrarea de față este concepută pentru a arăta cât de important este pentru orice persoană să cunoască principiile de bază ale unei rețele de calculatoare, cu ajutorul căreia își desfășoară activitatea mai simplu și mai eficient în viața de zi cu zi.
De asemenea, pe parcursul acestei lucrări voi intra în detalii specifice ale acestui domeniu, subliniind metodele și instrumentele care pot fi folosite în proiectarea unei rețele de calculatoare.
Motivația lucrării
Informația și comunicarea dintre oameni și entități este indispensabilă în zilele noastre. Volumul de informații la care avem acces fiecare dintre noi este incomensurabil, iar importanța acestei facilități este extrem de mare. Comunicarea din viața de zi cu zi, dar și comunicarea strategică de la nivelul întreprinderilor are loc cu ajutorul calculatoarelor, de diferite dimensiuni și cu diferite abilități tehnice.
Atunci când dispozitivele și calculatoarele sunt izolate, comunicarea la distanță este aproape imposibil de realizat. Este deja bine-cunoscut faptul că alte tehnologii, precum telefonul, nu au capacitatea de a transmite informații în același fel în care o face un calculator. De aceea, importanța calculatorului în viața de zi cu zi a unei persoane nu trebuie să fie subestimată, iar studiul rețelelor de calculatoare este esențial pentru înțelegerea impactului pe care l-ar avea lipsa acestor tehnologii asupra vieților noastre.
Motivul principal pentru care am ales acest subiect pentru lucrarea de licență este faptul că înțelegerea acestor concepte este destul de limitată în rândul persoanelor pe care le întâlnim în viața de zi cu zi. Mai mult, aceste tehnologii au devenit atât de avansate, încât cei care se află în afara acestui domeniu de activitate, insistă foarte puțin sau deloc să le înțeleagă, întrucât explicațiile par mult prea complexe.
Totuși, aproape orice persoană se bucură de o calitate mai bună a vieții în această perioadă de explozie tehnologică. Până și persoanele a căror activitate profesională nu depinde de un calculator, au parte de beneficii, servicii și o comunicare mai eficientă, datorită rețelelor de calculatoare care sunt folosite în întreaga lume de către companii, instituții, furnizori de servicii și mulți alții.
Obiectivul lucrării
Scopul principal pe care mi l-am propus prin această lucrare este acela de a oferi o perspectivă simplistă și generală asupra rețelelor de calculatoare și de a arăta că proiectarea acestora este, până la urmă, un proces logic, tehnic, care poate fi realizat de către orice persoană care își însușește cunoștințele necesare. De asemenea, vreau sa evidențiez metodele prin care pot fi realizate astfel de rețele și să subliniez importanța evoluției tehnologiilor folosite și modurile prin care acestea pot fi analizate.
Structura lucrării
Această lucrare este structurată în mod logic, pornind de la un prim capitol în care voi reconstitui traiectoria rețelelor de calculatoare în timp. Pe parcursul capitolului 1, discut despre scopul și utilitatea acestora, iar mai apoi, modurile prin care pot fi aplicate în locuințe și în cadrul companiilor.
Cel de-al doilea capitol include informații despre structura rețelelor de calculatoare și se referă la tipurile, topologiile, arhitecturile și componentele acestora.
De-a lungul capitolului 3, voi prezenta metodele și instrumentele de proiectare a unor rețele de calculatoare, scoțând în evidență cele mai populare astfel de elemente, precum și recomandările autorilor lucrărilor de specialitate.
Capitolul 4 este compus din informații legate de proiectarea propriu-zisă a rețelelor de calculatoare, dar și despre analiza acestora.
Capitolul 5 și ultimul conține concluziile lucrării, în care îmi propun să demonstrez cu ajutorul materialelor academice relevante și a exemplelor reale, faptul că rețelele de calculatoare sunt esențiale pentru funcționarea propice a societăților moderne de astăzi.
Rețelele de calculatoare – de la începuturi până astăzi
Scurt istoric
Pentru a putea înțelege mai bine utilitatea și aplicabilitatei unei rețele de calculatoare, este important să facem o scurtă incursiune în istoria calculatoarelor. Așadar, aflăm că primul calculator digital din toate timpurile a fost inventat între anii 1943 și 1946, în timpul celui de-al doilea război mondial, de către J. Presper Eckert și John Mauchly la Universitatea din Pennsylvania.
Denumit ENIAC (Electronic Numerical Integrator and Computer), acest calculator care a fost proiectat pentru a folosi unui grup de oameni de știință drept armă de război, avea abilități extrem de limitate, departe de conceptul de calculator pe care îl cunoaștem astăzi. Acesta funcționa cu ajutorul reprogramării și, conform cercetătorilor acelor vremuri, era capabil să rezolve o varietate de probleme numerice.
Rezultatele pozitive aduse de acest nou tip de calculator au condus la finanțarea cercetărilor pentru a descoperi noi metode de a dezvolta aceste tehnologii. Astfel, în timp, calculatorul a devenit foarte popular, contrar așteptărilor publicului.
Între timp, întregul domeniu al telecomunicațiilor a explodat, oferind oamenilor din întreaga lume posibilitatea de a comunica la distanță. Convergența dintre aceste două importante tehnologii a dat naștere unui domeniu mult mai complex care implica rețelele de calculatoare și comunicarea dintre acestea.
Conform autorilor de specialitate, o rețea de calculatoare este o rețea formată din sisteme autonomie interconectate și distribuite geografic în așa fel încât transmiterea și schimbul de informații între acestea devin posibile.
Edsger W. Dijkstra, inventatorul algoritmului care a fost folosit pentru construirea computerului X1 și câștigător al premiului A.M. Turing, spunea că „în informatică ai de-a face cu calculatorul, așa cum ai în astronomie cu telescopul”.
O definiție general acceptată de către autorii lucrărilor de specialitate este cea care afirmă că o rețea de calculatoare este un ansamblu de sisteme de calcul interconectate prin intermediul unor medi de comunicație, în scopul utilizării în comun de către mai mulți utilizatori a tuturor resurselor fizice, logice și informaționale, asociate calculatoarelor din rețea.
Conform explicațiilor moderne, rețelele de calculatoare sunt grupuri de sisteme de calculatoare și alte dispozitive, conectate între ele prin canale de comunicare pentru a facilita comunicarea și distribuirea de resurse între mai mulți utilizatori.
Evoluția rețelelor de calculatoare este interesantă și logică în același timp. Este ușor de imaginat că imediat după apariția primelor calculatoare, latura curioasă și imposibil de mulțumit a omului îl va conduce pe acesta înspre explorarea infinitelor posibilități de dezvoltare a tehnologiilor de la acea vreme. Astfel, dorința de a crea o conexiune eficientă între calculatoare era de așteptat, întrucât era necesară detectarea noilor metode de comunicare rapidă între oameni și sisteme, dar și criptarea conversațiilor.
Rețelele de calculatoare, cunoscute și sub denumirea de „datacom”, reprezintă rezultatul logic al evoluției dintre cele mai importante ramuri științifice și tehnice ale civilizației moderne – calculul și telecomunicațiile. Cel mai primitiv exemplu de rețea de calculatoare este SAGE (Semi-Automatic Ground Environment), care a fost folosită de către armata Statelor Unite ca sistem de radar.
Astăzi, rețelele de calculatoare sunt clasificate în numeroase categorii, precum Local Area Networks (LAN), Personal Area Networks (PAN), Home Area Networks (HAN), Enterprise Private Networks, Internetworks, Global Area Networks (GAN) etc. Variantele moderne ale rețelelor de calculatoare ne permit astăzi să comunicăm cu ușurință prin mesaje instant, video conferințe sau prin email, să accesăm un dispozitiv hardware precum o imprimantă sau un scanner, să împărtășim informații dintr-un fișier cu o rețea de utilizatori, să oferim acces la diferite programe și sisteme de la distanță etc.
Însă, accesarea informațiilor și a datelor între calculatoare și sisteme de calculatoare nu a fost mereu atât de simplă. Așa cum sugerează autorul C.T. Buhia, dispozitivele periferice erau conectate la un calculator central prin hardware de comunicație la începutul anilor `50, pentru a utiliza resursele disponibile în mod optim și economic. Modelul de rețea folosit în acea perioadă era includea calculatoare centrale, denumite și mainframe-uri și dispozitive locale, cunoscute sub denumirea de terminale. Mainframe-urile erau folosite la stocarea datelor, iar terminalele conțineau dispozitive de intrare și un hardware de comunicație. Acest model, însă, nu reprezenta încă o rețea propriu-zisă. Doar în momentul în care s-a conturat nevoia comunicării dintre două sau mai multe mainframe-uri, rețeaua de calculatoare era formată cu adevărat.
Acum mai bine de 60 de ani, calculatoarele erau mașinării costisitoare care implicau costuri mari pe termen lung. Astfel, distribuirea resurselor reprezenta o modalitate de a reduce costurile de utilizare ale calculatoarelor.
Bob Kahn și Vinton Cerf au fost doi dintre membrii echipei care a creat protocolul TCP/IP în anii `80, în cadrul Ministerului Apărării Naționale al SUA. Pentru prima dată, ARPANET (Advanced Research Projects Agency Network), o rețea de calculatoare care a apărut în anul 1969, a implementat protocolul TCP/IP. Astfel, rețeaua era văzută, în sfârșit, ca un „Internet”, iar până în 1990, rețelele de calculatoare au devenit atât de populare, încât fiecare individ îți dorea să aibă un calculator. Mai mult decât atât, Internetul a devenit disponibil pentru publicul larg, World Wid Web a devenit un concept din ce în ce mai cunsocut, iar Netscape și Microsoft erau se întreceau în crearea unui motor de căutare.
În timp, numărul calculatoarelor folosite a crescut simțitor, iar securitatea datelor devenea o problemă din ce în ce mai importantă. Protejarea informațiilor cu caracter sensibil și nu numai, reprezenta o preocupare a specialiștilor din domeniu încă de la începutul anilor `30, iar în 1960, termenul de „hacker” devine cunoscut datorită unor studenți de la Institutul de Tehnologie din Massachussetts (MIT). Criptarea datelor a evoluat foarte mult, odată cu descoperirea fraudelor din interiorul rețelelor, iar conectivitatea se realiza din ce în ce mai simplu.
Prima rețea internațională a fost IPSS (International Packet Switched Service) și a fost realizată de către reprezentanții Western Union International și British Post Office în 1978. Ediția din 20 Noiembrie 1980 a revistei „New Scientist” includea un articol despre supraextinderea bazelor de date ale liniilor telefonice britanice. Articolul conținea informații despre folosirea excesivă a IPSS care îi împiedica pe oficiali să comunice între ei, pe motiv că linia era mereu ocupată. Ca și consecință a acestui fapt, se aștepta testarea noilor echipamente care aveau menirea de a ușura acest proces.
Anul 1974 este acela în care termenul de „Internet” devine oficial, datorită unui protocol de rețea cunoscut ca și RFC 675. Cuvântul Internet era, în acea perioadă, prescurtarea cuvântului internetworking.
Anul 1985 este, de asemenea, un an de o importanță majoră în istoria rețelelor de calculatoare, întrucât reprezintă perioada în care NSFNET (The National Science Foundation Network) a fost fondată. Această rețea urma să fie coloană vertebrală a Internetului de astăzi. Cu pași greoi, dar rapizi, rețelele de calculatoare se extindeau, iar Internetul începea să fie folosit în întreaga lume. Astfel, conceptul de Internet of Things care se referă la interconectarea dispozitivelor cu acces la o rețea, a început să prindă contur, transformând rețelele de calculatoare în elemente esențiale ale vieții de zi cu zi.
Istoria rețelelor de calculatoare ne arată de ce a apărut necesitatea utilizării unor calculatoare digitale și a conexiunii dintre ele. Astfel, procesul de comunicare dintre oameni și entități a căpătat o cu totul altă formă, mult mai eficientă, care ridică standardele traiului de astăzi.
În capitolele care urmează, voi discuta despre tehnologiile, modelele și structurile folosite astăzi pentru proiectarea rețelelor de calculatoare.
Scopul rețelelor de calculatoare
Așa cum am arătat în rândurile de mai sus, obiectivul principal al rețelelor de calculatoare a fost inițial acela de a facilita comunicarea și transferul de informații dintre mai multe terminale. Cu siguranță însă, scopul inițial s-a modificat în timp și include astăzi o mare varietate de motive pentru care societatea actuală ar întâmpina dificultăți enorme în lipsa unor rețele de calculatoare.
Astăzi, împarțirea sau partajarea informațiilor reprezintă unul dintre scopurile principale ale unei rețele de calculatoare. Accesul la diferite dispozitive hardware, așa cum este un scanner sau o imprimantă, nu ar putea fi realizat de la un calculator, laptop sau telefon mobil, în zilele noastre, în lipsa unor rețele. Nici dispozitivele externe de stocare a datelor nu ar putea fi accesate de către mai mulți utilizatori în lipsa acestora.
Exceptând factorul practic care determină principalul obiectiv al rețelelor de calculatoare, este necesar să luăm în considerare și factorul economic implicat. În prezența unor rețele de calculatoare, nu doar flexibilitatea conexiunilor crește, ci și potențialul de reducere a costurilor, prin punerea la dispoziție a datelor, folosind o singură sursă.
Așadar, rețelele de calculatoare sunt folosite în primul rând pentru partajarea informațiilor, dar și pentru partajarea hardware și software și centralizarea administrării și a asistenței tehnice.
În continuare, voi discuta despre aplicabilitatea rețelelor de calculatoare în mediul casnic și în cel profesional, cu scopul de a arăta care este utilitatea acestora în rutina zilnică.
Aplicabilitatea rețelelor de calculatoare în mediul casnic
Rețelele de calculatoare și-au dovedit utilitatea atât în locuințe, cât și în mediile profesionale de-a lungul timpului, însă este important de menționat care sunt situațiile în care o rețea este avantajoasă în astfel de spații.
În locuințe, calculatoarele sunt utilizate de cele mai multe ori în scop personal, de relaxare sau de divertisment. Acestea se conectează în majoritatea cazurilor la Internet și au posibilitatea de a se conecta și cu alte dispozitive care pot fi conectate în aceeași rețea.
Așadar, deja am menționat două dintre cele mai importante situații în care o rețea este importantă în mediul casnic: conexiunea la Internet și conexiunea cu alte dispozitive. Alte motive pentru care este important ca o rețea să existe într-o locuință sunt divertismentul, comertul electronic, accesul la informație, accesul la jocuri cu realitate augmentată, accesul mai multor utilizatori la fișiere comune de pe un drive etc. Toate acestea sunt menționate și în lucrările de specialitate ale autorilor din domeniu. V.S. Bagad și I.A Dhotre subliniază aplicabilitatea rețelelor de calculatoare în mediul casnic și arată care sunt avantajele accesului la acestea.
Avantajul creării și implementării unei rețele de calculatoare în interiorul unei locuințe este siguranța datelor. Având în vedere faptul că rețeaua include doar câteva dispozitive controlate de utilizatori care comunică direct și care au acces la același tip de informații, dispare necesitate implementării unor măsuri de securitate severe. Așadar, și costurile sunt foarte scăzute.
Cele mai frecvente obiecte și dispozitive care se pot conecta între ele cu ajutorul unei rețele casnice (home network) sunt:
Calculatoarele (desktop, laptop etc)
Televizoarele
Imprimantele / Scannerele
Routerele (prin Ethernet sau wireless)
Dispozitivele mobile (telefoane, tablete)
Home Theather / Blu Ray
Console pentru jocuri video
Datorită posibilității de a crea rețele în interiorul spațiilor casnice, conectivitatea dintre obiecte și dispozitive care pot fi conectate la Internet sau la aceeași rețea, se realizează astăzi extrem de simplu. Internet of Things este unul dintre fenomenele care sunt favorizate de existența rețelelor de calculatoare și alte dispozitive
.
Aplicabilitatea rețelelor de calculatoare în mediul profesional
Rețelele de calculatoare proiectate și implementate pentru mediile de business, interprinderi, companii sau instituții își regăsesc utilitatea în nenumărate situații, începând de la activitățile zilnice pe care angajații le realizează și până la activitățile conducerii. Aplicabilitatea unei rețele de calculatoare în mediile profesionale nu este doar posibilă, ci reprezintă un factor absolut esențial pentru bunadesfășurare a activității. Însă, în comparație cu rețelele de calculatoare pentru spațiile casnice, securitatea este un subiect căruia trebuie să i se ofere foarte multă atenție.
În trecut, atunci când proiectarea rețelelor de calculatoare era un domeniu relativ nou, iar calculatoarele erau echipamente foarte costisitoare, rețelele digitale reprezentau un lux pe care nu multe companii reușeau să îl obțină. Așa cum descriu și autoarele Linda Null și Julia Lobur , angajații care își desfășurau activitatea în sucursale diferite ale aceleiași companii, aveau nevoie de resursele biroului central la fel de mult ca și cei care se aflau în locația principală. Pentru că nu exista o soluție care să le ofere aceste avantaje, a apărut nevoia unei conectivități mai avansate.
Furnizorii de servicii ai acelor timpuri ofereau diferite soluții, printre aceștia aflându-se și IBM, care propunea varianta SNA (Systems Network Achitecture). Aceasta soluție pentru comunicarea end-to-end a fost utilizată pentru mai mult de trei decenii de către un număr foarte mare de companii .
În timp, arhitectura rețelelor de calculatoare a evoluat cu ajutorul proiectelor precum ARPA (Advanced Research Projects Agency) sau NSFNET care au contribuit la dezvoltarea unor viziuni avansate și in final, la crearea Internetului de astăzi.
Astăzi, aproape toate procesele realizate în cadrul unei companii sau instituții necesită folosirea unor calculatoare, iar partajarea resurselor este unul dintre principalele motive pentru care rețeaua de calculatoare este de nelipsit. Programele, soluțiile software, echipamentele și datele necesare unei intreprinderi trebuie să fie accesibile de către un număr mare de utilizatori. Accesul este posibil atunci când o rețea de calculatoare este creată și atunci când utilizatorii beneficiază de credențialele necesare accesării unor fișiere, precum este numele de utilizator și parola.
Cele mai frecvente resurse la care trebuie să fie acordat accesul într-o intreprindere cu ajutorul unei rețele de calculatoare sunt următoarele:
Baze de date
Accesul la hardware și software (imprimantă, scanner etc)
Medii de comunicare internă
Comerț electronic
Securizarea datelor
Rețelele de calculatoare destinate mediilor profesionale sunt create special pentru nevoile intreprinderii unde vor fi aplicate, în funcție de dispozitivele care vor fi interconectate, viteza necesară transferului de date, volumele de informații și date care vor fi partajate, nivelul de securitate a datelor necesar, traficul existent între calculatoare etc.
Rețelele moderne utilizează tehnologii noi și foarte eficiente pentru a stabiliza conexiunea dintre calculatoare, servere și routere, dar și dintre calculatoarele din rețea. Una dintre aceste tehnologii este Cloud-ul, care aduce cu sine o mulțime de avantaje care anulează nevoia de servere locale, hard drive-uri și echipamente costisitoare pentru stocarea de date.
Despre structura și arhitecturile folosite pentru proiectarea rețelelor de calculatoare voi discuta în capitolele care urmează și în special în capitolul 3, unde voi vorbi despre metodele și instrumentele de proiectare a rețelelor de calculatoare.
Structura Rețelelor de Calculatoare
Așa cum am menționat la începutul lucrării, rețelele de calculatoare reprezintă un sistem de calculatoare interconectate care permit accesul reciproc la resursele pe care acestea le conțin. Dacă până în acest punct am discutat despre generalitățile rețelelor de calculatoare, în acest capitol mă voi referi la detaliile tehnice și specificațiile unei rețele de calculatoare, întrucât acestea sunt foarte importante în procesul de proiectare a rețelelor.
Astfel, vom afla care sunt tipurile de rețele de calculatoare pe care le putem folosi în ziua de astăzi, funcțiile acestora, topologiile și arhitectura lor, dar și componentele pe care trebuie să le includă.
Așadar, înainte de a intra în detaliile tehnice, este necesar să menționez faptul că o rețea include mai multe calculatoare cu ajutorul cărora se execută procese denumite „utilizator”, cu scopul de a oferi terminalelor posibilitatea de a comunica între ele, de a mări capacitatea de stocare, puterea de calcul etc.
Tipuri de retele de calculatoare
Datorită tehnologiilor de care dispunem astăzi, rețelele de calculatoare de care ne putem folosi în funcție de necesități se împart în mai multe categorii. Acestea pot fi clasificate în funcție de mărime, abilități și distanța pe care o pot acoperi, iar această clasificare poate fi făcută datorită diferitelor tipuri de hardware folosite.
Există două tipuri de transmisie folosite în general pentru crearea unor rețele, și anume legăturile cu difuzare și legăturile punct-la-punct.
Aceste clasificări sunt menționate în toate lucrările de specialitate din domeniu, pentru ca reprezintă un factor important în determinarea nevoilor unui entități atunci când se decide că aceasta are nevoie de o rețea de calculatoare. Majoritatea autorilor clasifică rețelele de calculatoare în funcție de acoperirea geografică astfel:
LAN (Local-Area-Network) – rețele locale
MAN (Metropolitan Area Network) – rețelele de la nivelul unei arii mai largi (oraș, județ etc)
WAN (Wide Area Network) – rețele teritoriale
Simple – acest tip de rețea presupune folosirea unor modemuri și accesul la servere de la distanță.
Complexe – presupune folosirea routerelor și a filtrelor pentru conectarea unui număr foarte mare de domenii de rețea la distanță.
Alte tipuri de WAN mai sunt și:
Rețelele de companie (rețelele unei singure organizații)
Rețelele globale (rețelele mai multor organizații interconectate)
Internetul – o rețea compusă din alte rețele din categoria WAN
În funcție de ușurința cu care poate fi făcut accesul la rețelele de calculatoare, acestea mai pot fi și publice sau private. De asemenea, acestea mai pot fi clasificate în funcție de complexitate, în rețele reale (care pot fi instalate și administrate numai cu ajutorul unor experți în domeniu) și false, care funcționează ca niște rețele, dar nu includ echipamente de rețea. Un alt tip de rețea care poate fi clasificată în funcție de complexitatea organizării unei rețele este și rețeaua peer-to-peer, care mai este denumită și „rețea între egali” sau „grup de lucru”. Aceasta poate fi formată din maxim 10 calculatoare. Ultimul tip de rețea inclus în această categorie este rețeaua bazată pe server, cunoscută și ca și „client-server”. Conectarea mai multor calculatoare se face în cele mai multe cazuri cu ajutorul unei astfel de rețele, iar serverul folosit trebuie să fie unul dedicat.
Tanenbaum face o clasificare care include și alte tipuri de rețele ca fiind categorii principale, utilizate în viața de zi cu zi. Acesta are o viziune mai realistă în comparație cu alți autori, adaptând informațiile despre rețelele de calculatoare la nevoile societăților moderne. Așadar, acesta include rețelele fără fir (wireless) în clasificarea sa, specificând faptul că acestea se pot împărți în alte trei mari categorii:
Compomentele unui sistem (interconectate)
LAN-uri wireless
WAN-uri wireless
De asemenea, Tanenbaum include și rețelele casnice (home networks) în clasificarea sa, prevăzând evoluția pe care o putem observa astăzi referitoare la Internet of Things și anume, interconectarea unui număr mare de obiecte care se pot regăsi într-o locuință. Aici amintește calculatoarele, dispozitivele pentru divertisment, dispozitivele pentru telecomunicații, aparatura casnică, dar și contoarele și alarmele.
Inter-rețelele reprezintă un alt tip care se regăsește în această clasificare. Acestea sunt colecții de rețele interconectate care se realizează cu ajutorul unor porți, cunoscute în zilele noastre ca și „gateways”.
Toate aceste tipuri de rețele sunt folosite în întreaga lume în număr foarte mare, motiv pentru care nevoia detectării unor soluții hardware și software care să fie ușor de folosit, sigure și să aibă o mare flexibilitate, crește cu fiecare an.
În continuare voi sublinia tipurile de topologii existente, pentru a evidenția modurile prin care se poate realiza dispunerea unei rețele într-un anumit spațiu.
Topologii
Topologia rețelelor de calculatoare reprezintă cartografierea legăturilor și a nodurilor existente într-o rețea și poate fi atât logică, cât și fizică. Un nod al unei rețele poate avea una sau mai multe conexiuni cu alte noduri din aceeași rețea, motiv pentru care topologiile rețelelor pot fi identice sau diferite. Toate nodurile si link-urile (conexiunile) sunt reprezentate prin grafuri, iar teoria grafurilor este cea care stă la baza tehnologiei rețelelor.
În toate lucrările de specialitate întâlnim șase tipuri de bază de topologii, din care pot deriva alte categorii:
Bus – topologia magistrală
Star- topologia stea
Ring – topologia inel
Tree – topologia arbore
Mesh
Extended Star – topologia stea extinsă
Aceste șase tipuri de topologii nu apar în toate lucrările de specialitate cu aceleași denumiri, în special atunci când vine vorba despre topologia „stea extinsă”. Celelalte cinci, însă, sunt prezente în toate materialele de specialitate sub aceleași denumiri și cu aceleași semnificații. Spre exemplu, autorul Achyut S. Godbole denumește ce-a dea șasea topologie „hibrid” și o descrie ca fiind o topologie care utilizează două sau mai multe dintre cele cinci topologii principale. Acesta menționează că există multiple modalități de a crea o astfel de topologie, iar atunci când o rețea este extrem de complexă, aceasta poate fi redusă la una de tip hibrid.
În schimb, în accepțiunea autorului Steve Steinke, există trei tipuri de topologii principale și altele trei derivate. Acesta sugerează că topologia de tip stea, inel și magistrală sunt principalele topologii. De asemenea, menționează topologia de tip „stea în cascadă”, folosită pentru rețelele de dimensiuni foarte mari, în care un multiport central servește ca un punct de focalizare pentru alte multiporturi, creând o serie de topologii de tip stea, conectate între ele. Practic, explicația aceastei topologii este asemănptoare cu cea de tip „stea extinsă”.
Figura 1 – Tipologii
Așa cum se poate observa în Figura 1., există și un tip de topolgie denumită „fully connected”, care poate fi tradusă în limba română ca fiind complet conectată.
Cea de-a șasea categorie poate fi denumită în diferite moduri, în funcție de necesitate și de forma sa finală. Pentru că aceasta variază foarte mult în funcție de necesitățile spațiului în care rețeaua va fi instalată și de hardware-ul disponibil, nu voi insista pe descrierea unor astfel de modele. În schimb, consider că este important să subliniez principalele caracteristici ale celor cinci topologii principale.
Bus – topologia magistrală
Rețeaua de tip magistral este o topologie în care toate nodurile sunt conectate printr-un singur canal de comunicare, denumit „bus”. Acest canal nu permite comunicarea dintre mai mult de două noduri deodată. Avantajul unei astfel de topologii este abilitatea rețelei de a conecta oricâte noduri fără a necesita alte echipamente.
Acest tip de rețea folosește o filosofie focalizată pe multiple puncte, este ușor de instalat și utilizează mai puține cabluri decât alte tipuri de topologii. Cu toate acestea, adăugarea unor noi noduri este relativ dificilă. Reprezentarea unei astfel de topologii poate fi vizualizată în Figura 2.
Figura 2 – Topologia magistrală
Star- topologia stea
Conform autorului Steve Steinke, topologia de tip stea era folosită în trecut în special pentru minicalculatoare și medii mainframe. Acestea sunt compuse în general dintr-un sistem de terminale sau PC-uri, fiecare fiind conectate prin cablu la un procesor central. Autorul Achyut S. Godbole compară această toologie cu principiul folosit de sistemele de telefonie fixă, în care comutarea (switching) ajută la stabilirea unei conexiuni între noduri.
Unul dintre avantajele majore ale topologiei de tip stea este faptul că permite centralizarea resurselor de lucru și oferă administratorului de rețea un punct central prin care poate gestiona activitatea rețelei.
Figura 3 – Topologia de tip stea
Ring – topologia inel
Topologia de tip inel a fost promovată de către IBM cu ajutorul tehnologiei Token Ring care folosea un singur cablu pentru a conecta mai multe noduri între ele. În această topologie, fiecare nod este conectat la un punct central printr-un dispozitiv central denumit MAU (Media Access Unit) și utilizează o metodă de acces bazată pe un semnal electronic.
Acest tip de rețea este ușor de configurat și de instalat pentru că are la bază un sistem unidirecțional. Unul dintre avantajele majore ale acesteia este faptul că sunt necesare numai cabluri scurte, iar fibra optică este ușor de implementat în acest caz.
Figura 4 – Topologia de tip inel
Tree – topologia arbore
Conform lucrărilor de specialitate, această topologie poate fi derivată din topologia stea, însă acest lucru nu este obligatoriu. Denumirea acesteia nu putea fi mai potrivită, întrucât ierarhia hub-urilor are aspectul unui arbore, având mai multe brațe interconectate. Hub-ul central conține un repetor care regenerează biții care intră și îi transformă în semnale potrivite. Unii autori susțin că topologia de tip arbore este mai asemănătoare cu cea magistrală, așa cum sugerează R.S. Rajesh. Acesta afirmă că o astfel de topologie este potrivită pentru organizațiile în care biroul central comunică cu birouri regionale la distanță.
Figura 5 – Topologia de tip arbore
Mesh
Topologia Mesh, cunoscută și sub denumirea de topologie completă, este compusă din noduri conectate cu toate celelalte noduri prin link-uri directe. În acest tip de rețea, fiecare pereche de noduri este conectară cu ajutorul unui link point-to-point exclusiv, iar fiecare nod necesită o interfață separată pentru a face conexiunea posibilă. Datorită link-urilor dedicate, traficul nu reprezintă niciodată o problemă într-o astfel de rețea. Un alt avantaj este faptul că securitatea unei astfel de rețele este robustă, iar atunci când una dintre conexiuni nu este funcțională, celelalte pot fi folosite fără a întâmpina probleme.
Cu toate acestea, lungimea și numărul cablurilor necesare poate reprezenta o problemă. De aceea, o astfel de topologie nu este recomandată pentru rețelele de dimensiuni mari.
Figura 6 – Topologia de tip mesh
Arhitecturi
Arhitectura de rețea este reprezentarea unei rețele pe multiple niveluri și protocoale, iar specificațiile acesteia trebuie să conțină suficiente informații pentru a permite proiectanților de rețele să scrie programele și să construiască echipamentele necesare fiecaărui nivel. Tanenbaum confirmă faptul că specificațiile și detaliile de implementare a unei rețele nu fac parte din arhitectura acesteia însă sunt esențiale pentru realizarea ei.
Arhitectura unei rețele este o structură globală care include componentele care o fac să fie funcțională, așa cum este hardware-ul și software-ul de sistem. Cel mai frecvent utilizate arhitecturi de rețea sunt Ethernet, TokenRing, AppleTalk și ArcNet. Despre fiecare dintre acestea voi discuta în rândurile care urmează pentru a oferi o imagine de ansamblu asupra avantajelor pe care acestea le oferă.
Arhitectura Ethernet
Acest tip de arhitectura este cel mai popular dintre toate cele patru menționate. Aceasta este reprezentată de obicei printr-o topologie liniară sau stea și utilizează cabluri coaxiale subțiri sau groase, dar și UTP. Topologiile Ethernet sunt de mai multe tipuri, însă de cele mai multe ori sunt împărțite în două categorii: sub 10 Mbps sau mai mari de 10 Mbps.
Popularitatea acestui tip de arhitectură este deseori amintită în lucrările de specialitate. Cei care studiază cu atenție evoluția arhitecturilor rețelelor de rețea susțin chiar că aceasta este arhitectura dominantă în zilele noastre, în special pentru rețelele de tip LAN.
Tehnologia Ethernet a fost inventată în anul 1976 și suportă transferuri de date de până la 100 Mbps atunci când sunt folosite cabluri coaxiale.
Arhitectura TokenRing
Principala deosebire dintre arhitectura Ethernet și arhitectura de tip TokenRing este conexiunea în formă de stea pe care o folosește. Aceasta a fost introdusă publicului în anii 1980 de către IBM și continuă să fie preferată de către această companie. O rețea de tip Token Ring este o implementare a standardului IEEE 802.5, iar faptul că accesul la aceasta se face nu doar prin cablul fizic, ci și prin transferul jetonului, reprezintă un avantaj pentru unii proiectanți de rețele de calculatoare.
Transmisia în acest tip de rețea are loc în bandă, iar vitezele de transfer pe care le are se situează între 4 și 16 Mbps. În general, este nevoie de un cablu torsadat ecranat sau neecranat (STR sau UTP) pentru a crea o astfel de rețea, dar și de o priză care să fie legată la camera de cabluri.
Arhitectura AppleTalk
Particularitatea principală a arhitecturii de tip AppleTalk este reprezentată de sistemele de operare Macintosh în care o astfel de rețea poate fi creată. Aceasta este recomandată pentru grupurile mici de lucru, tocmai pentru ca structura ei este foarte simplă. Funcțiile acestei rețele sunt integrate în calculatoarele care operează cu ajutorul Macintosh.
Așa cum sugerează și denumirea ei, arhitectura AppleTalk a fost creată de către compania Apple în anul 1983. Aceasta a fost prezentată încă de la început ca fiind o arhitectură de rețea foarte ușor de implementat, care poate funcționa utilizând o mulțime de alte arhitecturi fizice.
AppleTalk poate folosi o varietate de tipuri de protocoale, așa cum sunt DDP, LAP, SNAP, AEP, ZIP , NBP, RTMP, PAP, etc. Conform autorului Daniel J. Nassar, acest tip de arhitectură este ideal pentru aplicații industriale, artă și design sau aplicații inovative, atâta timp cât acestea pot fi implementate pe sisteme de operare Macintosh.
Arhitectura ArcNet
Arhitectura ArcNet este, de asemenea, destinate grupurilor de lucru de dimensiuni medii sau mici și este un tip ieftin și flexibil, care poate avea o tipologie stea sau magistrală.
Denumirea acestei arhitecturi este o abreviere care provine de la Attached Resource Computer Network și a fost introdusă pentru prima oară de către compania Datapoint în anul 1977. Aceasta a reprezentat și prima tehnologie de la baza LAN, însă a fost umbrită în timp de tehnologii care ofereau mai multă viteză, așa cum este Ethernet și TokenRing.
Spre deosebire de arhitectura TokenRing, aceasta nu transmite pachetele de date printr-un token, ci prin fiecare nod, în ordine, în funcție de adresa fiecărui nod.
Inițial, arhitectura ArcNet a fost concepută pentru a funcționa într-o configurație de forma unei stele, prin conectarea mai multor hub-uri între ele. Mai târziu, topologia magistrală a început să fie folosită, o dată cu promovarea arhitecturii Ethernet.
Avantajul implementării unei arhitecturi ArcNet este dat de costurile foarte scăzute și de beneficiile pe care le oferă rețelelor de dimensiuni mici. În schimb, compomentele sale nu sunt atât de ușor de găsit, în comparație cu cele necesare unei arhitecturi Ethernet. Mai mult decât atât, nici la vitezele sale cele mai mari nu este atât de rapidă precum varianta 100BaseT.
Chiar dacă este una dintre cele mai vechi tipuri de arhitectură, ArcNet mai este folosită uneori și in zilele noastre.
În accepțiunea autorului John Day, „arhitectura este ca și algebra, înainte de a face aritmetică, iar un bun arhitect de rețele are de suferit din cauza lipsei de viziune a topologistului, care nu poate deosebi o cană de cafea de o gogoașă”. Acesta mai spune că „arhitectura rețelelor este maximizarea invariațiilor și minimizarea discontinuităților”.
Studierea tipurilor de arhitecturi disponibile este esențială pentru proiectanții de rețele de calculatoare, dar și pentru cei care doresc să observe evoluția tehnologică a acestora. Chiar mai mult, cunoașterea noțiunilor de bază despre arhitectura rețelelor de calculatoare este importantă și pentru cei care nu activează în domeniul comunicațiilor, întrucât aceste informații pot fi de folos în viața de zi cu zi.
Deoarece un grup de lucru nu poate funcționa în lipsa unei rețele de calculatoare, o arhitectură, indiferent de tipul ei, este absolut necesară. Iar pentru proiectarea modelului necesar, trebuie să cunoaștem componentele din care este formată aceasta. În continuare voi discuta tocmai despre acest subiect și voi evidenția cele mai importante componente ale unei rețele de calculatoare.
Componentele unei rețele de calculatoare
Așa cum spuneam anterior, rețelele de calculatoare pot fi simple sau complexe, însă sunt formate întotdeauna din mai multe componente. Așa cum sugerează și John Day, există patru nivele abstracte care se dovedesc a fi utile în construcția unei rețele și anume modelul, serviciile, protocolul și interfața.
Prin model, autorul se referă la o schemă conceptuală a unei conexiuni . Acesta afirmă că modelul definește obiectele implicate, atributele lor, operațiile pentru care pot fi folosite și modul în care relaționează unele cu altele. De asemenea, acesta mai sugerează că fiecare protocol are câte un model. În ceea ce privește serviciile, acesta le definește ca fiind o acțiune independentă de sistem care are loc în interfața dintre layere. Totodată, serviciile sunt independente de protocoale, iar protocoalele pot fi modificate fără a modifica și serviciile. Atunci când vine vorba despre protocoale și nivele de interfețe, autorul sugerează că acestea două sunt cele mai importante din întreaga schemă. În opinia lui Day, implementarea se află la cel mai jos nivel de abstractizare.
Părerile referitoare la importanța elementelor unei rețele de calculatoare sunt împărțite, însă cert este că există un număr de echipamente și servicii care sunt esențiale construcției acesteia. Cele mai importante componente ale unei rețele nu fac parte numai din categoria hardware, ci și dintr-o categorie logică. Legăturile logice de care depinde o rețea sunt realizate cu ajutorul software-ului care este un ansamblu de programe și oferă utilizatorului acces la facilitățile rețelei.
În timp ce unii autori oferă o listă complexă de echipamente și conexiuni logice vitale pentru proiectarea unei rețele de calculatoare, alții consideră că acestea ar trebui categorisite simplu și în linii cât mai mari. Spre exemplu, S. Ganguly clasifică aceste componente astfel:
Hardware pentru rețelistică
Medii de transmisie
Software pentr rețelistică
Acesta clasifică apoi hardware-ul în două categorii: servere și clienți/noduri. În ceea ce privește mediile de transmisie, le clasifică pe acestea în medii ghidate, medii neghidate, carduri de rețea, modemuri, întrerupătoare, hub-uri și rutere. Software-ul pentru operarea rețelelor este de asemenea împărțit în mai multe categorii: software-ul peer-to-peer, software-ul pe doua nivele (client server based), pe trei nivele sau LAN.
Alte surse sugerează o clasificare ușor diferită, împărțită în:
NIC (Network Interface Card)
Hub-uri
Switch-uri (întrerupătoare)
Cabluri și conectoare
Rutere
Modemuri
Clasificarea mai poate fi găsită și sub forma de mai jos:
Gazde ( PC-uri, laptopuri, dispozitive mobile)
Rutere și switch-uri (routere IP, switch-uri Ethernet)
Conexiuni (prin cablu, wireless)
Protocoale (IP, TCP, CSMA/CD, CSMA/CA)
Aplicații (servicii de rețelistică)
Indivizi și agenți de servicii
Alte tipuri de componente amintite de către experții din domeniul rețelistice mai sunt și bridge-urile, cunsocute ca dispozitive de rețea menite să conecteze două părți diferite ale unui LAN, serverele și firewall-ul.
Clasificarea componentelor și a echipamentelor diferă în funcție de tipul și modelul unei rețele, dar mai ales de topologia, arhitectura și de dimensiunile sale. Cu cât o rețea este mai mare, cu atât va fi mai complexă, iar echipamentele de care va avea nevoie pentru a funcționa corect vor fi mai multe. De asemenea, este important de stabilit tipul de conexiune dintr-o reșea pentru a determina cu exactitate componentele acesteia. Spre exemplu, calculatoarele conectate prin cabluri într-o rețea vor avea componente diferite față de cele conectate între ele în lipsa cablurilor.
Cert este că există o serie de componente și echipamente de bază care sunt necesare în realizarea oricărei rețele. Acestea sunt:
Hub-ul – un dispozitiv dotat cu mai multe intrări, care pot fi folosite pentru conectarea cablurilor UTP ale calculatoarelor.
Switch-ul – un dispozitiv de reșea care filtrează și transferă datele dintre segmentele rețelei.
Router-ul – un dispozitiv care indică următorul punct al rețelei în care vor fi tranferate pachetele de date. Un router trebuie să fie conectat la cel puțin două rețele și stochează date referitoare la rutele disponibile.
Cablurile și conectorii – cabluri de tip UTP sau STP
Legăturile de date
Așadar, din informațiile de mai sus tragem concluzia că o rețea trebuie să conțină cel puțin două calculatoare, două plăci de rețea atunci când aceasta nu este integrată și un cablu de rețea sau un standard pentru conexiunea fără fir.
În cadrul ultimului capitol voi explica în detaliu care sunt componentele folosite în proiectarea unei rețele reale de calculatoare, aplicate într-un spațiu profesional, pentru a oferi o perspectivă mai clară asupra modului în care o rețea poate să arate.
În continuare, voi aduce în discuție cele mai importante metode și instrumente care pot fi folosite în proiectarea unei rețele de calculatoare. Acest aspect este foarte important în contextul proiectării rețelelor, întrucât tehnicile și echipamentele se află într-o continuă evoluție care poate aduce beneficii tuturor utilizatorilor, atât din punct de vedere al performanței și eficienței, cât și din punct de vedere financiar.
3. Metode și instrumente de proiectare a rețelelor de calculatoare
Rețelele de calculatoare joacă un rol din ce în ce mai important în desfășurarea majorității proceselor de comunicare și colaborare din zilele noastre. În mediul profesional, în lipsa unor astfel de rețele, transmiterea datelor și întregul proces de comunicare ar fi mult îngreunat pentru toate părțile implicate. Desfășurarea armonioasă a afacerilor și posibilitatea de a comunica prin mijloace electronice nu sunt singurele motive pentru care rețelele de calculatoare sunt importante. Partajarea resurselor sau crearea unor aplicații cu scopuri profesionale specifice reprezintă, de asemenea, unul dintre motivele principale pentru care rețelele sunt esențiale în momentul de față.
Proiectarea rețelei înseamnă, de fapt, planificarea mai multor pași în vederea creării acesteia. În funcție de planul sau schema urmată, rețeaua va oferi anumite avantaje sau dezavantaje. Nivelul de fezabilitate al unei rețele de calculatoare este foarte important în momentul proiectării, întrucât acesta garantează durabilitatea și îndeplinirea obietivelor propuse.
Pentru proiectarea unei rețele de calculatoare este necesar să se stabilească:
Determinarea standardele folosite
Determinarea topologiei
Stabilirea modalității de securizare a datelor
Selectarea echipamentelor necesare
Identificarea locației
Măsurarea traseelor pentru cabluri
Amplasarea unor prize de rețea
Optimizarea în funcție de nevoi
Desigur, orice rețea de calculatoare are particularitățile ei, motiv pentru care regulile nu sunt niciodată aceleași.
În cadrul acestei lucrări vom discuta despre proiectarea rețelelor de tip LAN, întrucât sunt cel mai frecvent întâlnite în viața de zi cu zi și este important să înțelegem funcționarea lor.
Înainte de a intra în detalii, însă, este important să menționăm câteva aspecte care trebuie să fie luate în considerare, indiferent de metodele și instrumentele folosite în proiectarea unei rețele de calculatoare. Astfel, trebuie menționat că realizarea unei rețele trebuie să aibă loc în funcție de bugetul disponibil pentru proiectarea, implementarea și administrarea acesteia, dar și în funcție de gradul de securitate dorit, resursele fizice și logice disponibile și performanțele dorite.
De asemenea, trebuie să fie luați în considerare și factorii care pot împiedica funcționarea impecabilă a unei astfel de rețele. Pierderea de energie sau de semnal cunoscută ca și atenuare, întârzierea, zgomotul, latența sau interferențele pot apărea oricând într-o rețea și sunt considerate fenomene normale care uneori pot fi corectate, iar alteori nu.
Pentru că am decis să evidențiez metodele și instrumentele care pot fi folosite într-o rețea de tip LAN, voi menționa și faptul că aceasta poate fi de feluri:
Peer-to-peer
Bazată pe un server
Prima categorie de rețele nu necesită existența unui server, pentru că fiecare dintre dispozitivele conectate pot îndeplini această funcție. În schimb, rețelele bazate pe unul sau mai multe servere au la bază un dispozitiv care joacă rolul unui server, iar existența acestuia este vitală. În timp ce prima variantă este potrivită pentru rețelele din locuințe și firmele mici, cea de-a doua este mai potrivită pentru firmele de dimensiuni mai mari.
Așadar, primul pas în proiectarea unei rețele de calculatoare este determinarea tipului de LAN. Al doilea pas va fi reprezentat de alegerea topologiei potrivite pentru locația, dispozitivele și accesul dorit.
Al treilea pas este alegerea protocolului cu ajutorul căruia se vor transmite date în interiorul rețelei. Tanenbaum oferă unul dintre cele mai bune exemple pentru înțelegerea modului în care funcționează protocoalele. Acesta propune cititorilor săi să își imagineze doi filosofi care vorbesc limbi diferite. Mai exact, unul vorbește engleză și urdu, iar cel de-al doilea chineza și franceza. Cei doi nu cunosc nicio limbă comună, motiv pentru care sunt nevoiți să angajeze un translator. La rândul lor, translatorii trebuie să comunice prin intermediul unor secretare, iar secretarele trebuie să comunice cu ajutorul faxului. Astfel, autorul reușește să creeze o reprezentație destul de clară în ceea ce privește nivelurile de comunicare.
Nivelele prezente în formarea conexiunii depind în funcție de modelul de referință ales. Spre exemplu, modelul de referință OSI include șapte nivele și anume nivelul fizic, legatura de date, rețeaua, transportul, sesiunea, prezentarea și aplicația. În schimb, modelul de referință TCP/IP are numai patru nivele și anume: rețeaua, Internetul, transportul și aplicația.
Determinarea instrumentelor necesare realizării unei rețele este pasul următor. Cel mai des utilizate instrumente de cablare sau conexiune directă sunt cablurile UTP (unshielded twisted-pair), fibra optică, cablul coaxial și cablul STP (shielded twisted-pair).
În continuare, este necesară alegerea unor echipamente de transmisie a datelor, precum este repetorul, switch-ul sau router-ul.
Alegerea standardelor reprezintă un pas esențial în acest proces. În prezent, există o mulțime de standarde care pot fi folosite. Conform paginii web oficiale a IEEE (The Institute of Electrical and Electronic Engineers), următoarele standarde pot fi folosite în domeniul de față:
802.1
802.2
802.3
802.4
802.5
802.6
802.11
802.12
802.15
802.16
802.19
802.21
802.22
După alegerea standardului care va fi folosit, trebuie să fie ales și tipul de noduri folosit, dacă rețeaua funcționează cu ajutorul standardelor Ethernet. Nodurile pot fi de tip DTE (Data Terminal Equipment) sau DCE (Data Communication Equipment).
Identificarea traseului este următorul pas care trebuie să fie făcut în proiectarea unei rețele, iar alegerea protocolului IP nu poate să scape din vedere.
La ultimul nivel, cel al aplicației, se află DNS-ul (Domain Name System), care permite referirea calculatoarelor gazdă cu ajutorul numerelor, iar pentru administrarea rețelei este necesară implementarea unui protocol de administrare. SNMP este cel mai popular protocol de acest gen și este cunoscut pentru abilitatea sa de a transfera informații între un agent și o stație de administrare. SNMP este format din stațiile de administrare, noduri administrate și informații de administrare.
În ceea ce privește cablarea unei rețele de calculatoare, aceasta poate avea loc în numeroase moduri, însă, în general, o rețea de tip LAN este realizată cu ajutorul unui singur tip de cablare. Pentru a evita rezultatele precare ale conexiunilor din cauza cablării incorecte, se recomandă oferirea unei atenții sporite următoatelor aspecte:
Alegerea unor componente de categorie superioară
Instalarea trebuie să aibă loc numai atunci când cablurile nu au deformații sau noduri
Colțurile care formează unghiuri drepte trebuie evitate
Alegerea cablurilor de la producători certificați
Cablarea unei rețele de calculatoare poate să aibă loc urmărind cerințele unor standarde. Standardul ANSI/TIA/EIA 568, spre exemplu, este folosit în general pentru cablarea clădirilor comerciale și cuprinde elemente precum cablarea orizontală, cablarea principală, zone de lucru, panoul de telecomunicații, sala echipamentelor și facilitățile de acces.
Pentru realizarea cablării orizontale, mediile de transmisie necesare sunt cablul UTP de 100 ohm, cablul STP de 150 ohm și fibra optică multimod. De asemenea, zonele de lucru trebuie să fie prevăzute cu prize cu două module, unul pentru cablul UTP și unul pentru mediile de transmisie. Cablarea principală, cunoscută și sub denumirea de backbone, suportă un volum de trafic enorm și facilitează conectarea facilităților cu accesul și a cabinetelor cu echipamentele. Topologia folosită pentru acest tip de cablare este de cele mai multe ori de stea ierarhică, inel sau magistrală.
Zonele de lucru trebuie să fie prevăzute cu stații de lucru, terminale, telefoane, cabluri de prelungire și adaptoare.
Dacă se dorește realizarea unei rețele virtuale, atunci switch-ul joacă un rol esenșial ăn segmentarea unei rețele Ethernet în domenii separate. Avantajele unei rețele virtuale sunt numeroase, însă cel mai important lucru este faptul că fiecare utilizator este independent de segmentul său fizic, iar restricțiile legate de echipamente nu mai există. Cunoscute ca și VLAN, aceste rețele pot facilita gruparea porturilor și a utilizatorilor în grupuri logice, folosind mai multe switch-uri. VLAN-urile pot fi configurate manual, semi-automat sau automat.
Rolul routerului în realizarea rețelei de calculatoare este uriaș. Acest calculator menit să selecteze cel mai bun traseu, poate fi configurat de la un terminal în timpul instalării, via modem, de la un terminal virtual sau de pe un server TFTP din rețea.
Pentru proiectarea cu succes a unei rețele LAN, trebuie să fie urmărit un model care să atingă atât nivelul central, nivelul de distribuție, cât și nivelul de acces al viitoarei rețele. De asemenea, trebuie să existe o documentație temeinică, prin care să fie reprezentate toate segmentele rețelei, toate segmentele trebuie să aibă o topologie și să se folosească de una din tehnologiile disponibile și să foloseasca o manieră statică, dinamică sau de tip NAT de alocare a adreselor.
După crearea acesteia, este vital să se determine modalitatea prin care rețeaua va fi protejată de accesul nedorit, dar și de criminalitatea informatică. Firewall-ul și listele pentru controlul acestuia sunt doar două dintre elementele pe care un proiectant de rețele de calculatoare trebuie să le aibă în vedere. Asigurarea securității trebuie să aibă loc în conformitate cu legislația în vigoare.
Toate aspectele menționate în acest capitol pot fi analizate în detaliu, însă complexitatea acestora și spațiul pe care explicarea acestora l-ar ocupa, mă determină să rezum informația la punctele principale, menționate în rândurile de mai sus. Din fericire, proiectarea rețelelor de calculatoare poate fi înțeleasă și vizualizată cu o mai mare ușurință atunci când este discutată pe un caz practic. De aceea, în capitolul care urmează voi prezenta starea rețelei de calculatoare a unei firme și modul în care aceasta a fost refăcută, pentru a evidenția îmbunătățirile aduse și efectele pe care le au acestea asupra activității de zi cu zi a angajaților.
Analiza și proiectarea rețelelor de calculatoare – Studiu de Caz
=== 1152dcfc37e89d8b9ef498cc3010f4cc9c218cb2_395439_1 ===
Universitatea “Al. I. Cuza” Iași
Facultatea de Economie și Administrarea Afacerilor
Specializarea Informatică Economică
LUCRARE DE LICENȚĂ
Iași
2016
Introducere
În contextul rutinei zilnice, proiectarea rețelelor de calculatoare nu este un subiect discutat sau analizat prea des. Persoanele care se bucură de beneficiile tehnologiilor implicate și rezultate din proiectarea unor astfel de rețele sunt rareori interesate de procesul creării lor sau de modul prin care funcționarea lor este posibilă.
Acest fenomen este normal, întrucât rețelele de calculatoare pot fi de o complexitate dificil de digerat de către categoriile de public care se folosesc de ele. Cu toate acestea, studiul acestui subiect este foarte important, nu doar pentru a înțelege bazele unei rețele de calculatoare, dar și pentru a facilita evoluția tehnologiilor care îi stau la baza.
Lucrarea de față este concepută pentru a arăta cât de important este pentru orice persoană să cunoască principiile de bază ale unei rețele de calculatoare, cu ajutorul căreia își desfășoară activitatea mai simplu și mai eficient în viața de zi cu zi.
De asemenea, pe parcursul acestei lucrări voi intra în detalii specifice ale acestui domeniu, subliniind metodele și instrumentele care pot fi folosite în proiectarea unei rețele de calculatoare.
Motivația lucrării
Informația și comunicarea dintre oameni și entități este indispensabilă în zilele noastre. Volumul de informații la care avem acces fiecare dintre noi este incomensurabil, iar importanța acestei facilități este extrem de mare. Comunicarea din viața de zi cu zi, dar și comunicarea strategică de la nivelul întreprinderilor are loc cu ajutorul calculatoarelor, de diferite dimensiuni și cu diferite abilități tehnice.
Atunci când dispozitivele și calculatoarele sunt izolate, comunicarea la distanță este aproape imposibil de realizat. Este deja bine-cunoscut faptul că alte tehnologii, precum telefonul, nu au capacitatea de a transmite informații în același fel în care o face un calculator. De aceea, importanța calculatorului în viața de zi cu zi a unei persoane nu trebuie să fie subestimată, iar studiul rețelelor de calculatoare este esențial pentru înțelegerea impactului pe care l-ar avea lipsa acestor tehnologii asupra vieților noastre.
Motivul principal pentru care am ales acest subiect pentru lucrarea de licență este faptul că înțelegerea acestor concepte este destul de limitată în rândul persoanelor pe care le întâlnim în viața de zi cu zi. Mai mult, aceste tehnologii au devenit atât de avansate, încât cei care se află în afara acestui domeniu de activitate, insistă foarte puțin sau deloc să le înțeleagă, întrucât explicațiile par mult prea complexe.
Totuși, aproape orice persoană se bucură de o calitate mai bună a vieții în această perioadă de explozie tehnologică. Până și persoanele a căror activitate profesională nu depinde de un calculator, au parte de beneficii, servicii și o comunicare mai eficientă, datorită rețelelor de calculatoare care sunt folosite în întreaga lume de către companii, instituții, furnizori de servicii și mulți alții.
Obiectivul lucrării
Scopul principal pe care mi l-am propus prin această lucrare este acela de a oferi o perspectivă simplistă și generală asupra rețelelor de calculatoare și de a arăta că proiectarea acestora este, până la urmă, un proces logic, tehnic, care poate fi realizat de către orice persoană care își însușește cunoștințele necesare. De asemenea, vreau sa evidențiez metodele prin care pot fi realizate astfel de rețele și să subliniez importanța evoluției tehnologiilor folosite și modurile prin care acestea pot fi analizate.
Structura lucrării
Această lucrare este structurată în mod logic, pornind de la un prim capitol în care voi reconstitui traiectoria rețelelor de calculatoare în timp. Pe parcursul capitolului 1, discut despre scopul și utilitatea acestora, iar mai apoi, modurile prin care pot fi aplicate în locuințe și în cadrul companiilor.
Cel de-al doilea capitol include informații despre structura rețelelor de calculatoare și se referă la tipurile, topologiile, arhitecturile și componentele acestora.
De-a lungul capitolului 3, voi prezenta metodele și instrumentele de proiectare a unor rețele de calculatoare, scoțând în evidență cele mai populare astfel de elemente, precum și recomandările autorilor lucrărilor de specialitate.
Capitolul 4 este compus din informații legate de proiectarea propriu-zisă a rețelelor de calculatoare, dar și despre analiza acestora.
Capitolul 5 și ultimul conține concluziile lucrării, în care îmi propun să demonstrez cu ajutorul materialelor academice relevante și a exemplelor reale, faptul că rețelele de calculatoare sunt esențiale pentru funcționarea propice a societăților moderne de astăzi.
Rețelele de calculatoare – de la începuturi până astăzi
Scurt istoric
Pentru a putea înțelege mai bine utilitatea și aplicabilitații unei rețele de calculatoare, este important să facem o scurtă incursiune în istoria calculatoarelor. Așadar, aflăm că primul calculator digital din toate timpurile a fost inventat între anii 1943 și 1946, în timpul celui de-al doilea război mondial, de către J. Presper Eckert și John Mauchly la Universitatea din Pennsylvania.
Denumit ENIAC (Electronic Numerical Integrator and Computer), acest calculator care a fost proiectat pentru a folosi unui grup de oameni de știință drept armă de război, avea abilități extrem de limitate, departe de conceptul de calculator pe care îl cunoaștem astăzi. Acesta funcționa cu ajutorul reprogramării și, conform cercetătorilor acelor vremuri, era capabil să rezolve o varietate de probleme numerice.
Rezultatele pozitive aduse de acest nou tip de calculator au condus la finanțarea cercetărilor pentru a descoperi noi metode de a dezvolta aceste tehnologii. Astfel, în timp, calculatorul a devenit foarte popular, contrar așteptărilor publicului.
Între timp, întregul domeniu al telecomunicațiilor a explodat, oferind oamenilor din întreaga lume posibilitatea de a comunica la distanță. Convergența dintre aceste două importante tehnologii a dat naștere unui domeniu mult mai complex care implica rețelele de calculatoare și comunicarea dintre acestea.
Conform autorilor de specialitate, o rețea de calculatoare este o rețea formată din sisteme autonomie interconectate și distribuite geografic în așa fel încât transmiterea și schimbul de informații între acestea devin posibile.
Edsger W. Dijkstra, inventatorul algoritmului care a fost folosit pentru construirea computerului X1 și câștigător al premiului A.M. Turing, spunea că „în informatică ai de-a face cu calculatorul, așa cum ai în astronomie cu telescopul”.
O definiție general acceptată de către autorii lucrărilor de specialitate este cea care afirmă că o rețea de calculatoare este un ansamblu de sisteme de calcul interconectate prin intermediul unor medi de comunicație, în scopul utilizării în comun de către mai mulți utilizatori a tuturor resurselor fizice, logice și informaționale, asociate calculatoarelor din rețea.
Conform explicațiilor moderne, rețelele de calculatoare sunt grupuri de sisteme de calculatoare și alte dispozitive, conectate între ele prin canale de comunicare pentru a facilita comunicarea și distribuirea de resurse între mai mulți utilizatori.
Evoluția rețelelor de calculatoare este interesantă și logică în același timp. Este ușor de imaginat că imediat după apariția primelor calculatoare, latura curioasă și imposibil de mulțumit a omului îl va conduce pe acesta înspre explorarea infinitelor posibilități de dezvoltare a tehnologiilor de la acea vreme. Astfel, dorința de a crea o conexiune eficientă între calculatoare era de așteptat, întrucât era necesară detectarea noilor metode de comunicare rapidă între oameni și sisteme, dar și criptarea conversațiilor.
Rețelele de calculatoare, cunoscute și sub denumirea de „datacom”, reprezintă rezultatul logic al evoluției dintre cele mai importante ramuri științifice și tehnice ale civilizației moderne – calculul și telecomunicațiile. Cel mai primitiv exemplu de rețea de calculatoare este SAGE (Semi-Automatic Ground Environment), care a fost folosită de către armata Statelor Unite ca sistem de radar.
Astăzi, rețelele de calculatoare sunt clasificate în numeroase categorii, precum Local Area Networks (LAN), Personal Area Networks (PAN), Home Area Networks (HAN), Enterprise Private Networks, Internetworks, Global Area Networks (GAN) etc. Variantele moderne ale rețelelor de calculatoare ne permit astăzi să comunicăm cu ușurință prin mesaje instant, video conferințe sau prin email, să accesăm un dispozitiv hardware precum o imprimantă sau un scanner, să împărtășim informații dintr-un fișier cu o rețea de utilizatori, să oferim acces la diferite programe și sisteme de la distanță etc.
Însă, accesarea informațiilor și a datelor între calculatoare și sisteme de calculatoare nu a fost mereu atât de simplă. Așa cum sugerează autorul C.T. Buhia, dispozitivele periferice erau conectate la un calculator central prin hardware de comunicație la începutul anilor `50, pentru a utiliza resursele disponibile în mod optim și economic. Modelul de rețea folosit în acea perioadă era includea calculatoare centrale, denumite și mainframe-uri și dispozitive locale, cunoscute sub denumirea de terminale. Mainframe-urile erau folosite la stocarea datelor, iar terminalele conțineau dispozitive de intrare și un hardware de comunicație. Acest model, însă, nu reprezenta încă o rețea propriu-zisă. Doar în momentul în care s-a conturat nevoia comunicării dintre două sau mai multe mainframe-uri, rețeaua de calculatoare era formată cu adevărat.
Acum mai bine de 60 de ani, calculatoarele erau mașinării costisitoare care implicau costuri mari pe termen lung. Astfel, distribuirea resurselor reprezenta o modalitate de a reduce costurile de utilizare ale calculatoarelor.
Bob Kahn și Vinton Cerf au fost doi dintre membrii echipei care a creat protocolul TCP/IP în anii `80, în cadrul Ministerului Apărării Naționale al SUA. Pentru prima dată, ARPANET (Advanced Research Projects Agency Network), o rețea de calculatoare care a apărut în anul 1969, a implementat protocolul TCP/IP. Astfel, rețeaua era văzută, în sfârșit, ca un „Internet”, iar până în 1990, rețelele de calculatoare au devenit atât de populare, încât fiecare individ îți dorea să aibă un calculator. Mai mult decât atât, Internetul a devenit disponibil pentru publicul larg, World Wid Web a devenit un concept din ce în ce mai cunsocut, iar Netscape și Microsoft erau se întreceau în crearea unui motor de căutare.
În timp, numărul calculatoarelor folosite a crescut simțitor, iar securitatea datelor devenea o problemă din ce în ce mai importantă. Protejarea informațiilor cu caracter sensibil și nu numai, reprezenta o preocupare a specialiștilor din domeniu încă de la începutul anilor `30, iar în 1960, termenul de „hacker” devine cunoscut datorită unor studenți de la Institutul de Tehnologie din Massachussetts (MIT). Criptarea datelor a evoluat foarte mult, odată cu descoperirea fraudelor din interiorul rețelelor, iar conectivitatea se realiza din ce în ce mai simplu.
Prima rețea internațională a fost IPSS (International Packet Switched Service) și a fost realizată de către reprezentanții Western Union International și British Post Office în 1978. Ediția din 20 Noiembrie 1980 a revistei „New Scientist” includea un articol despre supraextinderea bazelor de date ale liniilor telefonice britanice. Articolul conținea informații despre folosirea excesivă a IPSS care îi împiedica pe oficiali să comunice între ei, pe motiv că linia era mereu ocupată. Ca și consecință a acestui fapt, se aștepta testarea noilor echipamente care aveau menirea de a ușura acest proces.
Anul 1974 este acela în care termenul de „Internet” devine oficial, datorită unui protocol de rețea cunoscut ca și RFC 675. Cuvântul Internet era, în acea perioadă, prescurtarea cuvântului internetworking.
Anul 1985 este, de asemenea, un an de o importanță majoră în istoria rețelelor de calculatoare, întrucât reprezintă perioada în care NSFNET (The National Science Foundation Network) a fost fondată. Această rețea urma să fie coloană vertebrală a Internetului de astăzi. Cu pași greoi, dar rapizi, rețelele de calculatoare se extindeau, iar Internetul începea să fie folosit în întreaga lume. Astfel, conceptul de Internet of Things care se referă la interconectarea dispozitivelor cu acces la o rețea, a început să prindă contur, transformând rețelele de calculatoare în elemente esențiale ale vieții de zi cu zi.
Istoria rețelelor de calculatoare ne arată de ce a apărut necesitatea utilizării unor calculatoare digitale și a conexiunii dintre ele. Astfel, procesul de comunicare dintre oameni și entități a căpătat o cu totul altă formă, mult mai eficientă, care ridică standardele traiului de astăzi.
În capitolele care urmează, voi discuta despre tehnologiile, modelele și structurile folosite astăzi pentru proiectarea rețelelor de calculatoare.
Scopul rețelelor de calculatoare
Așa cum am arătat în rândurile de mai sus, obiectivul principal al rețelelor de calculatoare a fost inițial acela de a facilita comunicarea și transferul de informații dintre mai multe terminale. Cu siguranță însă, scopul inițial s-a modificat în timp și include astăzi o mare varietate de motive pentru care societatea actuală ar întâmpina dificultăți enorme în lipsa unor rețele de calculatoare.
Astăzi, împarțirea sau partajarea informațiilor reprezintă unul dintre scopurile principale ale unei rețele de calculatoare. Accesul la diferite dispozitive hardware, așa cum este un scanner sau o imprimantă, nu ar putea fi realizat de la un calculator, laptop sau telefon mobil, în zilele noastre, în lipsa unor rețele. Nici dispozitivele externe de stocare a datelor nu ar putea fi accesate de către mai mulți utilizatori în lipsa acestora.
Exceptând factorul practic care determină principalul obiectiv al rețelelor de calculatoare, este necesar să luăm în considerare și factorul economic implicat. În prezența unor rețele de calculatoare, nu doar flexibilitatea conexiunilor crește, ci și potențialul de reducere a costurilor, prin punerea la dispoziție a datelor, folosind o singură sursă.
Așadar, rețelele de calculatoare sunt folosite în primul rând pentru partajarea informațiilor, dar și pentru partajarea hardware și software și centralizarea administrării și a asistenței tehnice.
În continuare, voi discuta despre aplicabilitatea rețelelor de calculatoare în mediul casnic și în cel profesional, cu scopul de a arăta care este utilitatea acestora în rutina zilnică.
Aplicabilitatea rețelelor de calculatoare în mediul casnic
Rețelele de calculatoare și-au dovedit utilitatea atât în locuințe, cât și în mediile profesionale de-a lungul timpului, însă este important de menționat care sunt situațiile în care o rețea este avantajoasă în astfel de spații.
În locuințe, calculatoarele sunt utilizate de cele mai multe ori în scop personal, de relaxare sau de divertisment. Acestea se conectează în majoritatea cazurilor la Internet și au posibilitatea de a se conecta și cu alte dispozitive care pot fi conectate în aceeași rețea.
Așadar, deja am menționat două dintre cele mai importante situații în care o rețea este importantă în mediul casnic: conexiunea la Internet și conexiunea cu alte dispozitive. Alte motive pentru care este important ca o rețea să existe într-o locuință sunt divertismentul, comertul electronic, accesul la informație, accesul la jocuri cu realitate augmentată, accesul mai multor utilizatori la fișiere comune de pe un drive etc. Toate acestea sunt menționate și în lucrările de specialitate ale autorilor din domeniu. V.S. Bagad și I.A Dhotre subliniază aplicabilitatea rețelelor de calculatoare în mediul casnic și arată care sunt avantajele accesului la acestea.
Avantajul creării și implementării unei rețele de calculatoare în interiorul unei locuințe este siguranța datelor. Având în vedere faptul că rețeaua include doar câteva dispozitive controlate de utilizatori care comunică direct și care au acces la același tip de informații, dispare necesitate implementării unor măsuri de securitate severe. Așadar, și costurile sunt foarte scăzute.
Cele mai frecvente obiecte și dispozitive care se pot conecta între ele cu ajutorul unei rețele casnice (home network) sunt:
Calculatoarele (desktop, laptop etc)
Televizoarele
Imprimantele / Scannerele
Routerele (prin Ethernet sau wireless)
Dispozitivele mobile (telefoane, tablete)
Home Theather / Blu Ray
Console pentru jocuri video
Datorită posibilității de a crea rețele în interiorul spațiilor casnice, conectivitatea dintre obiecte și dispozitive care pot fi conectate la Internet sau la aceeași rețea, se realizează astăzi extrem de simplu. Internet of Things este unul dintre fenomenele care sunt favorizate de existența rețelelor de calculatoare și alte dispozitive
.
Aplicabilitatea rețelelor de calculatoare în mediul profesional
Rețelele de calculatoare proiectate și implementate pentru mediile de business, interprinderi, companii sau instituții își regăsesc utilitatea în nenumărate situații, începând de la activitățile zilnice pe care angajații le realizează și până la activitățile conducerii. Aplicabilitatea unei rețele de calculatoare în mediile profesionale nu este doar posibilă, ci reprezintă un factor absolut esențial pentru bunadesfășurare a activității. Însă, în comparație cu rețelele de calculatoare pentru spațiile casnice, securitatea este un subiect căruia trebuie să i se ofere foarte multă atenție.
În trecut, atunci când proiectarea rețelelor de calculatoare era un domeniu relativ nou, iar calculatoarele erau echipamente foarte costisitoare, rețelele digitale reprezentau un lux pe care nu multe companii reușeau să îl obțină. Așa cum descriu și autoarele Linda Null și Julia Lobur , angajații care își desfășurau activitatea în sucursale diferite ale aceleiași companii, aveau nevoie de resursele biroului central la fel de mult ca și cei care se aflau în locația principală. Pentru că nu exista o soluție care să le ofere aceste avantaje, a apărut nevoia unei conectivități mai avansate.
Furnizorii de servicii ai acelor timpuri ofereau diferite soluții, printre aceștia aflându-se și IBM, care propunea varianta SNA (Systems Network Achitecture). Aceasta soluție pentru comunicarea end-to-end a fost utilizată pentru mai mult de trei decenii de către un număr foarte mare de companii .
În timp, arhitectura rețelelor de calculatoare a evoluat cu ajutorul proiectelor precum ARPA (Advanced Research Projects Agency) sau NSFNET care au contribuit la dezvoltarea unor viziuni avansate și in final, la crearea Internetului de astăzi.
Astăzi, aproape toate procesele realizate în cadrul unei companii sau instituții necesită folosirea unor calculatoare, iar partajarea resurselor este unul dintre principalele motive pentru care rețeaua de calculatoare este de nelipsit. Programele, soluțiile software, echipamentele și datele necesare unei intreprinderi trebuie să fie accesibile de către un număr mare de utilizatori. Accesul este posibil atunci când o rețea de calculatoare este creată și atunci când utilizatorii beneficiază de credențialele necesare accesării unor fișiere, precum este numele de utilizator și parola.
Cele mai frecvente resurse la care trebuie să fie acordat accesul într-o intreprindere cu ajutorul unei rețele de calculatoare sunt următoarele:
Baze de date
Accesul la hardware și software (imprimantă, scanner etc)
Medii de comunicare internă
Comerț electronic
Securizarea datelor
Rețelele de calculatoare destinate mediilor profesionale sunt create special pentru nevoile intreprinderii unde vor fi aplicate, în funcție de dispozitivele care vor fi interconectate, viteza necesară transferului de date, volumele de informații și date care vor fi partajate, nivelul de securitate a datelor necesar, traficul existent între calculatoare etc.
Rețelele moderne utilizează tehnologii noi și foarte eficiente pentru a stabiliza conexiunea dintre calculatoare, servere și routere, dar și dintre calculatoarele din rețea. Una dintre aceste tehnologii este Cloud-ul, care aduce cu sine o mulțime de avantaje care anulează nevoia de servere locale, hard drive-uri și echipamente costisitoare pentru stocarea de date.
Despre structura și arhitecturile folosite pentru proiectarea rețelelor de calculatoare voi discuta în capitolele care urmează și în special în capitolul 3, unde voi vorbi despre metodele și instrumentele de proiectare a rețelelor de calculatoare.
Structura Rețelelor de Calculatoare
Așa cum am menționat la începutul lucrării, rețelele de calculatoare reprezintă un sistem de calculatoare interconectate care permit accesul reciproc la resursele pe care acestea le conțin. Dacă până în acest punct am discutat despre generalitățile rețelelor de calculatoare, în acest capitol mă voi referi la detaliile tehnice și specificațiile unei rețele de calculatoare, întrucât acestea sunt foarte importante în procesul de proiectare a rețelelor.
Astfel, vom afla care sunt tipurile de rețele de calculatoare pe care le putem folosi în ziua de astăzi, funcțiile acestora, topologiile și arhitectura lor, dar și componentele pe care trebuie să le includă.
Așadar, înainte de a intra în detaliile tehnice, este necesar să menționez faptul că o rețea include mai multe calculatoare cu ajutorul cărora se execută procese denumite „utilizator”, cu scopul de a oferi terminalelor posibilitatea de a comunica între ele, de a mări capacitatea de stocare, puterea de calcul etc.
Tipuri de retele de calculatoare
Datorită tehnologiilor de care dispunem astăzi, rețelele de calculatoare de care ne putem folosi în funcție de necesități se împart în mai multe categorii. Acestea pot fi clasificate în funcție de mărime, abilități și distanța pe care o pot acoperi, iar această clasificare poate fi făcută datorită diferitelor tipuri de hardware folosite.
Există două tipuri de transmisie folosite în general pentru crearea unor rețele, și anume legăturile cu difuzare și legăturile punct-la-punct.
Aceste clasificări sunt menționate în toate lucrările de specialitate din domeniu, pentru ca reprezintă un factor important în determinarea nevoilor unui entități atunci când se decide că aceasta are nevoie de o rețea de calculatoare. Majoritatea autorilor clasifică rețelele de calculatoare în funcție de acoperirea geografică astfel:
LAN (Local-Area-Network) – rețele locale
MAN (Metropolitan Area Network) – rețelele de la nivelul unei arii mai largi (oraș, județ etc)
WAN (Wide Area Network) – rețele teritoriale
Simple – acest tip de rețea presupune folosirea unor modemuri și accesul la servere de la distanță.
Complexe – presupune folosirea routerelor și a filtrelor pentru conectarea unui număr foarte mare de domenii de rețea la distanță.
Alte tipuri de WAN mai sunt și:
Rețelele de companie (rețelele unei singure organizații)
Rețelele globale (rețelele mai multor organizații interconectate)
Internetul – o rețea compusă din alte rețele din categoria WAN
În funcție de ușurința cu care poate fi făcut accesul la rețelele de calculatoare, acestea mai pot fi și publice sau private. De asemenea, acestea mai pot fi clasificate în funcție de complexitate, în rețele reale (care pot fi instalate și administrate numai cu ajutorul unor experți în domeniu) și false, care funcționează ca niște rețele, dar nu includ echipamente de rețea. Un alt tip de rețea care poate fi clasificată în funcție de complexitatea organizării unei rețele este și rețeaua peer-to-peer, care mai este denumită și „rețea între egali” sau „grup de lucru”. Aceasta poate fi formată din maxim 10 calculatoare. Ultimul tip de rețea inclus în această categorie este rețeaua bazată pe server, cunoscută și ca și „client-server”. Conectarea mai multor calculatoare se face în cele mai multe cazuri cu ajutorul unei astfel de rețele, iar serverul folosit trebuie să fie unul dedicat.
Tanenbaum face o clasificare care include și alte tipuri de rețele ca fiind categorii principale, utilizate în viața de zi cu zi. Acesta are o viziune mai realistă în comparație cu alți autori, adaptând informațiile despre rețelele de calculatoare la nevoile societăților moderne. Așadar, acesta include rețelele fără fir (wireless) în clasificarea sa, specificând faptul că acestea se pot împărți în alte trei mari categorii:
Compomentele unui sistem (interconectate)
LAN-uri wireless
WAN-uri wireless
De asemenea, Tanenbaum include și rețelele casnice (home networks) în clasificarea sa, prevăzând evoluția pe care o putem observa astăzi referitoare la Internet of Things și anume, interconectarea unui număr mare de obiecte care se pot regăsi într-o locuință. Aici amintește calculatoarele, dispozitivele pentru divertisment, dispozitivele pentru telecomunicații, aparatura casnică, dar și contoarele și alarmele.
Inter-rețelele reprezintă un alt tip care se regăsește în această clasificare. Acestea sunt colecții de rețele interconectate care se realizează cu ajutorul unor porți, cunoscute în zilele noastre ca și „gateways”.
Toate aceste tipuri de rețele sunt folosite în întreaga lume în număr foarte mare, motiv pentru care nevoia detectării unor soluții hardware și software care să fie ușor de folosit, sigure și să aibă o mare flexibilitate, crește cu fiecare an.
În continuare voi sublinia tipurile de topologii existente, pentru a evidenția modurile prin care se poate realiza dispunerea unei rețele într-un anumit spațiu.
Topologii
Topologia rețelelor de calculatoare reprezintă cartografierea legăturilor și a nodurilor existente într-o rețea și poate fi atât logică, cât și fizică. Un nod al unei rețele poate avea una sau mai multe conexiuni cu alte noduri din aceeași rețea, motiv pentru care topologiile rețelelor pot fi identice sau diferite. Toate nodurile si link-urile (conexiunile) sunt reprezentate prin grafuri, iar teoria grafurilor este cea care stă la baza tehnologiei rețelelor.
În toate lucrările de specialitate întâlnim șase tipuri de bază de topologii, din care pot deriva alte categorii:
Bus – topologia magistrală
Star- topologia stea
Ring – topologia inel
Tree – topologia arbore
Mesh
Extended Star – topologia stea extinsă
Aceste șase tipuri de topologii nu apar în toate lucrările de specialitate cu aceleași denumiri, în special atunci când vine vorba despre topologia „stea extinsă”. Celelalte cinci, însă, sunt prezente în toate materialele de specialitate sub aceleași denumiri și cu aceleași semnificații. Spre exemplu, autorul Achyut S. Godbole denumește ce-a dea șasea topologie „hibrid” și o descrie ca fiind o topologie care utilizează două sau mai multe dintre cele cinci topologii principale. Acesta menționează că există multiple modalități de a crea o astfel de topologie, iar atunci când o rețea este extrem de complexă, aceasta poate fi redusă la una de tip hibrid.
În schimb, în accepțiunea autorului Steve Steinke, există trei tipuri de topologii principale și altele trei derivate. Acesta sugerează că topologia de tip stea, inel și magistrală sunt principalele topologii. De asemenea, menționează topologia de tip „stea în cascadă”, folosită pentru rețelele de dimensiuni foarte mari, în care un multiport central servește ca un punct de focalizare pentru alte multiporturi, creând o serie de topologii de tip stea, conectate între ele. Practic, explicația aceastei topologii este asemănptoare cu cea de tip „stea extinsă”.
Figura 1 – Tipologii
Așa cum se poate observa în Figura 1., există și un tip de topolgie denumită „fully connected”, care poate fi tradusă în limba română ca fiind complet conectată.
Cea de-a șasea categorie poate fi denumită în diferite moduri, în funcție de necesitate și de forma sa finală. Pentru că aceasta variază foarte mult în funcție de necesitățile spațiului în care rețeaua va fi instalată și de hardware-ul disponibil, nu voi insista pe descrierea unor astfel de modele. În schimb, consider că este important să subliniez principalele caracteristici ale celor cinci topologii principale.
Bus – topologia magistrală
Rețeaua de tip magistral este o topologie în care toate nodurile sunt conectate printr-un singur canal de comunicare, denumit „bus”. Acest canal nu permite comunicarea dintre mai mult de două noduri deodată. Avantajul unei astfel de topologii este abilitatea rețelei de a conecta oricâte noduri fără a necesita alte echipamente.
Acest tip de rețea folosește o filosofie focalizată pe multiple puncte, este ușor de instalat și utilizează mai puține cabluri decât alte tipuri de topologii. Cu toate acestea, adăugarea unor noi noduri este relativ dificilă. Reprezentarea unei astfel de topologii poate fi vizualizată în Figura 2.
Figura 2 – Topologia magistrală
Star- topologia stea
Conform autorului Steve Steinke, topologia de tip stea era folosită în trecut în special pentru minicalculatoare și medii mainframe. Acestea sunt compuse în general dintr-un sistem de terminale sau PC-uri, fiecare fiind conectate prin cablu la un procesor central. Autorul Achyut S. Godbole compară această toologie cu principiul folosit de sistemele de telefonie fixă, în care comutarea (switching) ajută la stabilirea unei conexiuni între noduri.
Unul dintre avantajele majore ale topologiei de tip stea este faptul că permite centralizarea resurselor de lucru și oferă administratorului de rețea un punct central prin care poate gestiona activitatea rețelei.
Figura 3 – Topologia de tip stea
Ring – topologia inel
Topologia de tip inel a fost promovată de către IBM cu ajutorul tehnologiei Token Ring care folosea un singur cablu pentru a conecta mai multe noduri între ele. În această topologie, fiecare nod este conectat la un punct central printr-un dispozitiv central denumit MAU (Media Access Unit) și utilizează o metodă de acces bazată pe un semnal electronic.
Acest tip de rețea este ușor de configurat și de instalat pentru că are la bază un sistem unidirecțional. Unul dintre avantajele majore ale acesteia este faptul că sunt necesare numai cabluri scurte, iar fibra optică este ușor de implementat în acest caz.
Figura 4 – Topologia de tip inel
Tree – topologia arbore
Conform lucrărilor de specialitate, această topologie poate fi derivată din topologia stea, însă acest lucru nu este obligatoriu. Denumirea acesteia nu putea fi mai potrivită, întrucât ierarhia hub-urilor are aspectul unui arbore, având mai multe brațe interconectate. Hub-ul central conține un repetor care regenerează biții care intră și îi transformă în semnale potrivite. Unii autori susțin că topologia de tip arbore este mai asemănătoare cu cea magistrală, așa cum sugerează R.S. Rajesh. Acesta afirmă că o astfel de topologie este potrivită pentru organizațiile în care biroul central comunică cu birouri regionale la distanță.
Figura 5 – Topologia de tip arbore
Mesh
Topologia Mesh, cunoscută și sub denumirea de topologie completă, este compusă din noduri conectate cu toate celelalte noduri prin link-uri directe. În acest tip de rețea, fiecare pereche de noduri este conectară cu ajutorul unui link point-to-point exclusiv, iar fiecare nod necesită o interfață separată pentru a face conexiunea posibilă. Datorită link-urilor dedicate, traficul nu reprezintă niciodată o problemă într-o astfel de rețea. Un alt avantaj este faptul că securitatea unei astfel de rețele este robustă, iar atunci când una dintre conexiuni nu este funcțională, celelalte pot fi folosite fără a întâmpina probleme.
Cu toate acestea, lungimea și numărul cablurilor necesare poate reprezenta o problemă. De aceea, o astfel de topologie nu este recomandată pentru rețelele de dimensiuni mari.
Figura 6 – Topologia de tip mesh
Arhitecturi
Arhitectura de rețea este reprezentarea unei rețele pe multiple niveluri și protocoale, iar specificațiile acesteia trebuie să conțină suficiente informații pentru a permite proiectanților de rețele să scrie programele și să construiască echipamentele necesare fiecaărui nivel. Tanenbaum confirmă faptul că specificațiile și detaliile de implementare a unei rețele nu fac parte din arhitectura acesteia însă sunt esențiale pentru realizarea ei.
Arhitectura unei rețele este o structură globală care include componentele care o fac să fie funcțională, așa cum este hardware-ul și software-ul de sistem. Cel mai frecvent utilizate arhitecturi de rețea sunt Ethernet, TokenRing, AppleTalk și ArcNet. Despre fiecare dintre acestea voi discuta în rândurile care urmează pentru a oferi o imagine de ansamblu asupra avantajelor pe care acestea le oferă.
Arhitectura Ethernet
Acest tip de arhitectura este cel mai popular dintre toate cele patru menționate. Aceasta este reprezentată de obicei printr-o topologie liniară sau stea și utilizează cabluri coaxiale subțiri sau groase, dar și UTP. Topologiile Ethernet sunt de mai multe tipuri, însă de cele mai multe ori sunt împărțite în două categorii: sub 10 Mbps sau mai mari de 10 Mbps.
Popularitatea acestui tip de arhitectură este deseori amintită în lucrările de specialitate. Cei care studiază cu atenție evoluția arhitecturilor rețelelor de rețea susțin chiar că aceasta este arhitectura dominantă în zilele noastre, în special pentru rețelele de tip LAN.
Tehnologia Ethernet a fost inventată în anul 1976 și suportă transferuri de date de până la 100 Mbps atunci când sunt folosite cabluri coaxiale.
Arhitectura TokenRing
Principala deosebire dintre arhitectura Ethernet și arhitectura de tip TokenRing este conexiunea în formă de stea pe care o folosește. Aceasta a fost introdusă publicului în anii 1980 de către IBM și continuă să fie preferată de către această companie. O rețea de tip Token Ring este o implementare a standardului IEEE 802.5, iar faptul că accesul la aceasta se face nu doar prin cablul fizic, ci și prin transferul jetonului, reprezintă un avantaj pentru unii proiectanți de rețele de calculatoare.
Transmisia în acest tip de rețea are loc în bandă, iar vitezele de transfer pe care le are se situează între 4 și 16 Mbps. În general, este nevoie de un cablu torsadat ecranat sau neecranat (STR sau UTP) pentru a crea o astfel de rețea, dar și de o priză care să fie legată la camera de cabluri.
Arhitectura AppleTalk
Particularitatea principală a arhitecturii de tip AppleTalk este reprezentată de sistemele de operare Macintosh în care o astfel de rețea poate fi creată. Aceasta este recomandată pentru grupurile mici de lucru, tocmai pentru ca structura ei este foarte simplă. Funcțiile acestei rețele sunt integrate în calculatoarele care operează cu ajutorul Macintosh.
Așa cum sugerează și denumirea ei, arhitectura AppleTalk a fost creată de către compania Apple în anul 1983. Aceasta a fost prezentată încă de la început ca fiind o arhitectură de rețea foarte ușor de implementat, care poate funcționa utilizând o mulțime de alte arhitecturi fizice.
AppleTalk poate folosi o varietate de tipuri de protocoale, așa cum sunt DDP, LAP, SNAP, AEP, ZIP , NBP, RTMP, PAP, etc. Conform autorului Daniel J. Nassar, acest tip de arhitectură este ideal pentru aplicații industriale, artă și design sau aplicații inovative, atâta timp cât acestea pot fi implementate pe sisteme de operare Macintosh.
Arhitectura ArcNet
Arhitectura ArcNet este, de asemenea, destinate grupurilor de lucru de dimensiuni medii sau mici și este un tip ieftin și flexibil, care poate avea o tipologie stea sau magistrală.
Denumirea acestei arhitecturi este o abreviere care provine de la Attached Resource Computer Network și a fost introdusă pentru prima oară de către compania Datapoint în anul 1977. Aceasta a reprezentat și prima tehnologie de la baza LAN, însă a fost umbrită în timp de tehnologii care ofereau mai multă viteză, așa cum este Ethernet și TokenRing.
Spre deosebire de arhitectura TokenRing, aceasta nu transmite pachetele de date printr-un token, ci prin fiecare nod, în ordine, în funcție de adresa fiecărui nod.
Inițial, arhitectura ArcNet a fost concepută pentru a funcționa într-o configurație de forma unei stele, prin conectarea mai multor hub-uri între ele. Mai târziu, topologia magistrală a început să fie folosită, o dată cu promovarea arhitecturii Ethernet.
Avantajul implementării unei arhitecturi ArcNet este dat de costurile foarte scăzute și de beneficiile pe care le oferă rețelelor de dimensiuni mici. În schimb, compomentele sale nu sunt atât de ușor de găsit, în comparație cu cele necesare unei arhitecturi Ethernet. Mai mult decât atât, nici la vitezele sale cele mai mari nu este atât de rapidă precum varianta 100BaseT.
Chiar dacă este una dintre cele mai vechi tipuri de arhitectură, ArcNet mai este folosită uneori și in zilele noastre.
În accepțiunea autorului John Day, „arhitectura este ca și algebra, înainte de a face aritmetică, iar un bun arhitect de rețele are de suferit din cauza lipsei de viziune a topologistului, care nu poate deosebi o cană de cafea de o gogoașă”. Acesta mai spune că „arhitectura rețelelor este maximizarea invariațiilor și minimizarea discontinuităților”.
Studierea tipurilor de arhitecturi disponibile este esențială pentru proiectanții de rețele de calculatoare, dar și pentru cei care doresc să observe evoluția tehnologică a acestora. Chiar mai mult, cunoașterea noțiunilor de bază despre arhitectura rețelelor de calculatoare este importantă și pentru cei care nu activează în domeniul comunicațiilor, întrucât aceste informații pot fi de folos în viața de zi cu zi.
Deoarece un grup de lucru nu poate funcționa în lipsa unei rețele de calculatoare, o arhitectură, indiferent de tipul ei, este absolut necesară. Iar pentru proiectarea modelului necesar, trebuie să cunoaștem componentele din care este formată aceasta. În continuare voi discuta tocmai despre acest subiect și voi evidenția cele mai importante componente ale unei rețele de calculatoare.
Componentele unei rețele de calculatoare
Așa cum spuneam anterior, rețelele de calculatoare pot fi simple sau complexe, însă sunt formate întotdeauna din mai multe componente. Așa cum sugerează și John Day, există patru nivele abstracte care se dovedesc a fi utile în construcția unei rețele și anume modelul, serviciile, protocolul și interfața.
Prin model, autorul se referă la o schemă conceptuală a unei conexiuni . Acesta afirmă că modelul definește obiectele implicate, atributele lor, operațiile pentru care pot fi folosite și modul în care relaționează unele cu altele. De asemenea, acesta mai sugerează că fiecare protocol are câte un model. În ceea ce privește serviciile, acesta le definește ca fiind o acțiune independentă de sistem care are loc în interfața dintre layere. Totodată, serviciile sunt independente de protocoale, iar protocoalele pot fi modificate fără a modifica și serviciile. Atunci când vine vorba despre protocoale și nivele de interfețe, autorul sugerează că acestea două sunt cele mai importante din întreaga schemă. În opinia lui Day, implementarea se află la cel mai jos nivel de abstractizare.
Părerile referitoare la importanța elementelor unei rețele de calculatoare sunt împărțite, însă cert este că există un număr de echipamente și servicii care sunt esențiale construcției acesteia. Cele mai importante componente ale unei rețele nu fac parte numai din categoria hardware, ci și dintr-o categorie logică. Legăturile logice de care depinde o rețea sunt realizate cu ajutorul software-ului care este un ansamblu de programe și oferă utilizatorului acces la facilitățile rețelei.
În timp ce unii autori oferă o listă complexă de echipamente și conexiuni logice vitale pentru proiectarea unei rețele de calculatoare, alții consideră că acestea ar trebui categorisite simplu și în linii cât mai mari. Spre exemplu, S. Ganguly clasifică aceste componente astfel:
Hardware pentru rețelistică
Medii de transmisie
Software pentr rețelistică
Acesta clasifică apoi hardware-ul în două categorii: servere și clienți/noduri. În ceea ce privește mediile de transmisie, le clasifică pe acestea în medii ghidate, medii neghidate, carduri de rețea, modemuri, întrerupătoare, hub-uri și rutere. Software-ul pentru operarea rețelelor este de asemenea împărțit în mai multe categorii: software-ul peer-to-peer, software-ul pe doua nivele (client server based), pe trei nivele sau LAN.
Alte surse sugerează o clasificare ușor diferită, împărțită în:
NIC (Network Interface Card)
Hub-uri
Switch-uri (întrerupătoare)
Cabluri și conectoare
Rutere
Modemuri
Clasificarea mai poate fi găsită și sub forma de mai jos:
Gazde ( PC-uri, laptopuri, dispozitive mobile)
Rutere și switch-uri (routere IP, switch-uri Ethernet)
Conexiuni (prin cablu, wireless)
Protocoale (IP, TCP, CSMA/CD, CSMA/CA)
Aplicații (servicii de rețelistică)
Indivizi și agenți de servicii
Alte tipuri de componente amintite de către experții din domeniul rețelistice mai sunt și bridge-urile, cunsocute ca dispozitive de rețea menite să conecteze două părți diferite ale unui LAN, serverele și firewall-ul.
Clasificarea componentelor și a echipamentelor diferă în funcție de tipul și modelul unei rețele, dar mai ales de topologia, arhitectura și de dimensiunile sale. Cu cât o rețea este mai mare, cu atât va fi mai complexă, iar echipamentele de care va avea nevoie pentru a funcționa corect vor fi mai multe. De asemenea, este important de stabilit tipul de conexiune dintr-o reșea pentru a determina cu exactitate componentele acesteia. Spre exemplu, calculatoarele conectate prin cabluri într-o rețea vor avea componente diferite față de cele conectate între ele în lipsa cablurilor.
Cert este că există o serie de componente și echipamente de bază care sunt necesare în realizarea oricărei rețele. Acestea sunt:
Hub-ul – un dispozitiv dotat cu mai multe intrări, care pot fi folosite pentru conectarea cablurilor UTP ale calculatoarelor.
Switch-ul – un dispozitiv de reșea care filtrează și transferă datele dintre segmentele rețelei.
Router-ul – un dispozitiv care indică următorul punct al rețelei în care vor fi tranferate pachetele de date. Un router trebuie să fie conectat la cel puțin două rețele și stochează date referitoare la rutele disponibile.
Cablurile și conectorii – cabluri de tip UTP sau STP
Legăturile de date
Așadar, din informațiile de mai sus tragem concluzia că o rețea trebuie să conțină cel puțin două calculatoare, două plăci de rețea atunci când aceasta nu este integrată și un cablu de rețea sau un standard pentru conexiunea fără fir.
În cadrul ultimului capitol voi explica în detaliu care sunt componentele folosite în proiectarea unei rețele reale de calculatoare, aplicate într-un spațiu profesional, pentru a oferi o perspectivă mai clară asupra modului în care o rețea poate să arate.
În continuare, voi aduce în discuție cele mai importante metode și instrumente care pot fi folosite în proiectarea unei rețele de calculatoare. Acest aspect este foarte important în contextul proiectării rețelelor, întrucât tehnicile și echipamentele se află într-o continuă evoluție care poate aduce beneficii tuturor utilizatorilor, atât din punct de vedere al performanței și eficienței, cât și din punct de vedere financiar.
Metode și instrumente de proiectare a rețelelor de calculatoare
Rețelele de calculatoare joacă un rol din ce în ce mai important în desfășurarea majorității proceselor de comunicare și colaborare din zilele noastre. În mediul profesional, în lipsa unor astfel de rețele, transmiterea datelor și întregul proces de comunicare ar fi mult îngreunat pentru toate părțile implicate. Desfășurarea armonioasă a afacerilor și posibilitatea de a comunica prin mijloace electronice nu sunt singurele motive pentru care rețelele de calculatoare sunt importante. Partajarea resurselor sau crearea unor aplicații cu scopuri profesionale specifice reprezintă, de asemenea, unul dintre motivele principale pentru care rețelele sunt esențiale în momentul de față.
Proiectarea rețelei înseamnă, de fapt, planificarea mai multor pași în vederea creării acesteia. În funcție de planul sau schema urmată, rețeaua va oferi anumite avantaje sau dezavantaje. Nivelul de fezabilitate al unei rețele de calculatoare este foarte important în momentul proiectării, întrucât acesta garantează durabilitatea și îndeplinirea obietivelor propuse.
Pentru proiectarea unei rețele de calculatoare este necesar să se stabilească:
Determinarea standardele folosite
Determinarea topologiei
Stabilirea modalității de securizare a datelor
Selectarea echipamentelor necesare
Identificarea locației
Măsurarea traseelor pentru cabluri
Amplasarea unor prize de rețea
Optimizarea în funcție de nevoi
Desigur, orice rețea de calculatoare are particularitățile ei, motiv pentru care regulile nu sunt niciodată aceleași.
În cadrul acestei lucrări vom discuta despre proiectarea rețelelor de tip LAN, întrucât sunt cel mai frecvent întâlnite în viața de zi cu zi și este important să înțelegem funcționarea lor.
Înainte de a intra în detalii, însă, este important să menționăm câteva aspecte care trebuie să fie luate în considerare, indiferent de metodele și instrumentele folosite în proiectarea unei rețele de calculatoare. Astfel, trebuie menționat că realizarea unei rețele trebuie să aibă loc în funcție de bugetul disponibil pentru proiectarea, implementarea și administrarea acesteia, dar și în funcție de gradul de securitate dorit, resursele fizice și logice disponibile și performanțele dorite.
De asemenea, trebuie să fie luați în considerare și factorii care pot împiedica funcționarea impecabilă a unei astfel de rețele. Pierderea de energie sau de semnal cunoscută ca și atenuare, întârzierea, zgomotul, latența sau interferențele pot apărea oricând într-o rețea și sunt considerate fenomene normale care uneori pot fi corectate, iar alteori nu.
Pentru că am decis să evidențiez metodele și instrumentele care pot fi folosite într-o rețea de tip LAN, voi menționa și faptul că aceasta poate fi de două feluri:
Peer-to-peer
Bazată pe un server
Prima categorie de rețele nu necesită existența unui server, pentru că fiecare dintre dispozitivele conectate pot îndeplini această funcție. În schimb, rețelele bazate pe unul sau mai multe servere au la bază un dispozitiv care joacă rolul unui server, iar existența acestuia este vitală. În timp ce prima variantă este potrivită pentru rețelele din locuințe și firmele mici, cea de-a doua este mai potrivită pentru firmele de dimensiuni mai mari.
Așadar, primul pas în proiectarea unei rețele de calculatoare este determinarea tipului de LAN. Al doilea pas va fi reprezentat de alegerea topologiei potrivite pentru locația, dispozitivele și accesul dorit.
Al treilea pas este alegerea protocolului cu ajutorul căruia se vor transmite date în interiorul rețelei. Tanenbaum oferă unul dintre cele mai bune exemple pentru înțelegerea modului în care funcționează protocoalele. Acesta propune cititorilor săi să își imagineze doi filosofi care vorbesc limbi diferite. Mai exact, unul vorbește engleză și urdu, iar cel de-al doilea chineza și franceza. Cei doi nu cunosc nicio limbă comună, motiv pentru care sunt nevoiți să angajeze un translator. La rândul lor, translatorii trebuie să comunice prin intermediul unor secretare, iar secretarele trebuie să comunice cu ajutorul faxului. Astfel, autorul reușește să creeze o reprezentație destul de clară în ceea ce privește nivelurile de comunicare.
Nivelele prezente în formarea conexiunii depind în funcție de modelul de referință ales. Spre exemplu, modelul de referință OSI include șapte nivele și anume nivelul fizic, legatura de date, rețeaua, transportul, sesiunea, prezentarea și aplicația. În schimb, modelul de referință TCP/IP are numai patru nivele și anume: rețeaua, Internetul, transportul și aplicația.
Determinarea instrumentelor necesare realizării unei rețele este pasul următor. Cel mai des utilizate instrumente de cablare sau conexiune directă sunt cablurile UTP (unshielded twisted-pair), fibra optică, cablul coaxial și cablul STP (shielded twisted-pair).
În continuare, este necesară alegerea unor echipamente de transmisie a datelor, precum este repetorul, switch-ul sau router-ul.
Alegerea standardelor reprezintă un pas esențial în acest proces. În prezent, există o mulțime de standarde care pot fi folosite. Conform paginii web oficiale a IEEE (The Institute of Electrical and Electronic Engineers), următoarele standarde pot fi folosite în domeniul de față:
802.1
802.2
802.3
802.4
802.5
802.6
802.11
802.12
802.15
802.16
802.19
802.21
802.22
După alegerea standardului care va fi folosit, trebuie să fie ales și tipul de noduri folosit, dacă rețeaua funcționează cu ajutorul standardelor Ethernet. Nodurile pot fi de tip DTE (Data Terminal Equipment) sau DCE (Data Communication Equipment).
Identificarea traseului este următorul pas care trebuie să fie făcut în proiectarea unei rețele, iar alegerea protocolului IP nu poate să scape din vedere.
La ultimul nivel, cel al aplicației, se află DNS-ul (Domain Name System), care permite referirea calculatoarelor gazdă cu ajutorul numerelor, iar pentru administrarea rețelei este necesară implementarea unui protocol de administrare. SNMP este cel mai popular protocol de acest gen și este cunoscut pentru abilitatea sa de a transfera informații între un agent și o stație de administrare. SNMP este format din stațiile de administrare, noduri administrate și informații de administrare.
În ceea ce privește cablarea unei rețele de calculatoare, aceasta poate avea loc în numeroase moduri, însă, în general, o rețea de tip LAN este realizată cu ajutorul unui singur tip de cablare. Pentru a evita rezultatele precare ale conexiunilor din cauza cablării incorecte, se recomandă oferirea unei atenții sporite următoatelor aspecte:
Alegerea unor componente de categorie superioară
Instalarea trebuie să aibă loc numai atunci când cablurile nu au deformații sau noduri
Colțurile care formează unghiuri drepte trebuie evitate
Alegerea cablurilor de la producători certificați
Cablarea unei rețele de calculatoare poate să aibă loc urmărind cerințele unor standarde. Standardul ANSI/TIA/EIA 568, spre exemplu, este folosit în general pentru cablarea clădirilor comerciale și cuprinde elemente precum cablarea orizontală, cablarea principală, zone de lucru, panoul de telecomunicații, sala echipamentelor și facilitățile de acces.
Pentru realizarea cablării orizontale, mediile de transmisie necesare sunt cablul UTP de 100 ohm, cablul STP de 150 ohm și fibra optică multimod. De asemenea, zonele de lucru trebuie să fie prevăzute cu prize cu două module, unul pentru cablul UTP și unul pentru mediile de transmisie. Cablarea principală, cunoscută și sub denumirea de backbone, suportă un volum de trafic enorm și facilitează conectarea facilităților cu accesul și a cabinetelor cu echipamentele. Topologia folosită pentru acest tip de cablare este de cele mai multe ori de stea ierarhică, inel sau magistrală.
Zonele de lucru trebuie să fie prevăzute cu stații de lucru, terminale, telefoane, cabluri de prelungire și adaptoare.
Dacă se dorește realizarea unei rețele virtuale, atunci switch-ul joacă un rol esenșial ăn segmentarea unei rețele Ethernet în domenii separate. Avantajele unei rețele virtuale sunt numeroase, însă cel mai important lucru este faptul că fiecare utilizator este independent de segmentul său fizic, iar restricțiile legate de echipamente nu mai există. Cunoscute ca și VLAN, aceste rețele pot facilita gruparea porturilor și a utilizatorilor în grupuri logice, folosind mai multe switch-uri. VLAN-urile pot fi configurate manual, semi-automat sau automat.
Rolul routerului în realizarea rețelei de calculatoare este uriaș. Acest calculator menit să selecteze cel mai bun traseu, poate fi configurat de la un terminal în timpul instalării, via modem, de la un terminal virtual sau de pe un server TFTP din rețea.
Pentru proiectarea cu succes a unei rețele LAN, trebuie să fie urmărit un model care să atingă atât nivelul central, nivelul de distribuție, cât și nivelul de acces al viitoarei rețele. De asemenea, trebuie să existe o documentație temeinică, prin care să fie reprezentate toate segmentele rețelei, toate segmentele trebuie să aibă o topologie și să se folosească de una din tehnologiile disponibile și să foloseasca o manieră statică, dinamică sau de tip NAT de alocare a adreselor.
După crearea acesteia, este vital să se determine modalitatea prin care rețeaua va fi protejată de accesul nedorit, dar și de criminalitatea informatică. Firewall-ul și listele pentru controlul acestuia sunt doar două dintre elementele pe care un proiectant de rețele de calculatoare trebuie să le aibă în vedere. Asigurarea securității trebuie să aibă loc în conformitate cu legislația în vigoare.
Toate aspectele menționate în acest capitol pot fi analizate în detaliu, însă complexitatea acestora și spațiul pe care explicarea acestora l-ar ocupa, mă determină să rezum informația la punctele principale, menționate în rândurile de mai sus. Din fericire, proiectarea rețelelor de calculatoare poate fi înțeleasă și vizualizată cu o mai mare ușurință atunci când este discutată pe un caz practic. De aceea, în capitolul care urmează voi prezenta starea rețelei de calculatoare a unei firme și modul în care aceasta a fost refăcută, pentru a evidenția îmbunătățirile aduse și efectele pe care le au acestea asupra activității de zi cu zi a angajaților.
Analiza și proiectarea rețelelor de calculatoare – Studiu de Caz
Proiectarea unei rețele de calculatoare are loc în numeroase circumstanțe. Această necesitate poate apărea în cazul în care un spațiu nu a mai fost niciodată dotat cu echipamente care să poată să susțină o rețea, în cazul mutării unei rețele de calculatoare într-un alt spațiu, dar și în cazul intenției de a moderniza o rețea.
În cazul de față, voi analiza ce-a de-a doua situație, în care o firmă de dimensiuni mici și-a arătat interesul de a-și schimba locația cu una mai spațioasă și în care vor exista un număr mai mare de dispozitive interconectate.
Prezentarea scenariului
Firma SC IMAGE PRINT SRL are ca activitate principală serviciile de printare și copiere de documente. Conducerea copy-center-ului a decis să facă o schimbare în desfășurarea activității de rutină, adăugând servicii de tipografie datorită cererii foarte mari din partea clienților.
Așadar, firma s-a mutat într-un spațiu nou, într-o altă locație și și-a propus să achiziționeze echipamente moderne, care să asigure eficiența proceselor derulate zilnic de către angajați. Aceasta deținea 10 calculatoare destinate uzului public, pe care clienții adăugau fișierele pe care doreau să le printeze și 3 calculatoare care erau utilizate de către personal. În spațiul vechi mai existau și 5 imprimante, una pentru uzul personalului și 4 pentru uzul clienților.
Pentru noul spațiu, firma a decis să renunțe la cele 13 calculatoare vechi și să achiziționeze 15 calculatoare și încă o imprimantă tipografică profesională. Așadar, în noua locație există 15 de calculatoare și 6 imprimante, dintre care una va fi destinată uzului tipografic.
Configurația vechiului spațiu avea următoarele caracteristici:
Noua rețea va include cu două dispozitive în plus, însă conducerea își dorește conexiuni stabile și posibilitatea de a-și administra rețeaua în siguranță, cu ajutorul unui server propriu și al unui administrator de rețea. Așadar, noua rețea de calculatoare va avea următoarele caracteristici:
Așadar, putem observa că noua rețea de calculatoare va fi compusă din dispozitive cu placă de rețea integrată, iar tipul de rețea va fi LAN, spre deosebite de rețeaua veche, care era de tip peer-to-peer.
Avantajele rețelei LAN sunt date de simplitatea instalării și a administrării, flexibilitatea și posibilitatea conectării cu o varietate de dispozitive, siguranța și expandabilitatea. Conducerea firmei SC IMAGE PRINT SRL și-a exprimat dorința de a extinde rețeaua în viitorul apropiat. De aceea, rețeaua LAN este cu atât mai potrivită nevoilor acesteia. Totodată, conducerea a dorit menținerea costurilor sub o limită medie, motiv pentru care achiziția echipamentelor a fost făcută conform standardelor unei întreprinderi de dimensiuni mici. Cu toate aceste, specificațiile hardware-ului achiziționat sunt puternice, capabile să îndeplinească nevoile profesionale ale copy-center-ului extins și ale tipografiei.
Spre deosebire de vechea rețea, cea nouă va fi bazată pe un server propriu, oferind astfel posibilitatea transferului de date cu o viteza mult mai mare, în siguranță. Având în vedere dispunerea tuturor dispozitivelor pe un singur etaj, cablarea și conectarea dispozitivelor va fi mult mai simplu de realizat.
În dorința de a se asigura că toți clienții vor putea opera calculatoarele cu ușurință, fără a fi împiedicați de interfețele mai puțin cunoscute ale noilor sisteme de operare, conducerea a ales sistemul de operare ales de către conducere a fost Windows 7.
Furnizorul de servicii de Internet ales este Telekom. În ceea ce privește switch-ul, în acest caz nu este nevoie de mai mult de unul, având în vedere numărul mic de calculatoare și amplasarea lor pe un singur etaj. Conducerea a optat pentru conexiunea prin Ethernet pentru stabilitatea pe care aceasta o oferă.
Hardware-ul necesar pentru rețeaua de calculatoare la firma SC IMAGE PRINT SRL este compus din:
Calculatoarele (work stations)
Imprimantele
1 Router
1 Switch
1 cablu UTP 5
Mufe RJ-45
Toate cele 20 de calculatoare noi vor aparține aceluiași model și anume ASUS M51BC-RO003D, cu următoarele specificații:
Procesor – AMD FX-6300
Frecvența procesor – 3500 MHz
Placa de bază – AMD 970
Porturi – 4 x USB 3.0, 6 x USB 2.0, 1 x RJ-45, 1 x PS/2, 1 x Microfon, 1 x Casti, 1 x 8 Channel Audio
Tip memorie – DDR3
Frecvență memorie – 1600 MHz
Capacitate – 8 GB
Capacitate HDD – 1 TB
Interfața HDD -SATA
Viteza de rotație – 7200 RPM
Chipset video dedicat – AMD, 2048 MB
Rețea – 10/100/1000 Mbps
Sistem de operare – fără sistem de operare
Serverul ales este HP ProLiant ML150 și are următoarele specificații:
Număr de procesoare – 2
Procesor – Intel Xeon
Nucleu procesor – 6
Număr de procesoare instalate – 1 din 2 disponibile
Tehnologie – Intel Turbo Boost Technology
Porturi – 2 x USB 3.0, 2 x USB 2.0
Sloturi – 2 x PCI Express 3.0 x 16, 4 x PCI Express 3.0 x 18
Frecvență memorie – 2133 MHz
Memorie maximă – 512 GB
Hard disk-uri – LFT-SATA
Tip memorie – DDR4
Tehnologie memorie – DIMM
Capacitate memorie – 8 GB
Tehnologie HDD – SATA/SAS
Număr HDD-uri – 8 x 3.5 inch
Rețea – Broadcom 5717 Dual-port 1 GbE
Porturi rețea – 2
Surse instalate – 1
Tipul de router ales este unul cu firewall integrat pentru un plus de siguranță. Modelul ASUS RT-N56U deține următoarele caracteristici:
Porturi LAN – 4 x RJ-45
Porturi WAN 1 x RJ-45
Rata de transfer Ethernet (Mbps) – 10/100/1000
Securitate
WEP 64/128 bit
WPA, WPA2
WPS
Firewall
Filtrare adrese MAC
Antena – 2 x antenă internă 3.8 dBi, 3 x antenă internă 5 dBi
Frecventa – 2.4 – 5 GHz
Rata de transfer WI-FI – 300 Mbps
Port USB – 2 x USB 2.0
Printserver
Alimentare – 9V / 1.5A
Tehnologie – Smart
Switch-ul achiziționat este ZyXEL Gigabit, modelul GS2210 cu 24 de porturi. Configurația acestuia este următoarea:
Porturi
24 x 10/100/1000 Mbps (RJ-45)
4 x 10/100/1000 Mbps SFP combo
Putere consumată – 25.9 W
Management
SNMP
RMON
ICMP echo/echo reply
Syslog
IEEE 802.1AB Link Layer Discovery Protocol (LLDP)
Web interface
Telnet
Consola
CLI
DHCP
NTP
Port Mirroring
Memoria buffer – 1.5 MB
Standarde utilizate – 802.3
802.3u
802.3ab
802.3z
802.3af
802.3at
802.3az
802.3x Flow Control
802.3ad LACP
802.1ab
802.1d
802.1w
802.1s
802.1Q
802.1p
802.1x
Securitate
802.1x
Port security
Layer 2 MAC filtering
Layer 3 IP filtering
Static MAC forwarding
Multiple RADIUS servers
Multiple TACACS+ servers
RADIUS authentication
TACACS+: Authentication
SSH
SSL
Alimentare – 100V – 240V / 50Hz – 60Hz
Imprimantele folosite în scop de imprimare clasică sunt echipamente profesionale, special create pentru astfel de scopuri. Cele 5 imprimante sunt Canon imageRUNNER ADVANCE C351iF și au următoarele specificații:
Protocoale de rețea – TCP/IP* (LPD/Port 9100/WSD/IPP/IPPS/SMB/FTP), IPX/SPX (NDS, Bindery), compatibilitate *IPv4/IPv6
Viteza procesorului – 1.66 GHz
Memorie – 2 GB
Unitate hard disk – 160 GB
În ceea ce privește imprimanta care urmează să fie folosite în scop tipografic, modelul achiziționat este Xerox 650/1300. Aceasta este o imprimantă cu alimentare continuă, un procesor dual, multi-core de 1.8 GHz și un sistem de operare bazat pe Windows XPe TM. Maxim două conexiuni gazdă sunt disponibile per motor de imprimare: TCPIP: Gigabit/100MBit (auto) Ethernet; Channel S/370. Întrucât această imprimantă nu va primi comenzi de la toate calculatoarele, nu este necesară conectarea ei cu întreaga rețea.
Pași pentru conectarea calculatoarelor în rețea
După amplasarea calculatoarelor în locurile permanente, au urmat activitățile de mai jos:
Montarea switch-ului de 24 de porturi în centrul rețelei
Măsurarea distanței de la switch la fiecare calculator și imprimantă
Conectarea fiecărui dispozitiv la switch printr-un cablu de rețea
Atribuirea primului IP pentru primul calculator astfel:
IP – 192.168.0.1
Mask – 255.255.255.0
Atribuirea celui de-al doilea IP pentru al doilea calculator astfel:
IP – 192.168.0.2
Mask – 255.255.255.0
Atribuirea celui de-al treilea IP pentru al treilea calculator astfel:
IP – 192.168.0.3
Mask – 255.255.255.0
Atribuirea IP-urilor pentru toate dispozitivele, mergând pe același principiu și respectând ordinea consecutivă și unicitatea fiecărui IP
Testarea rețelei cu ajutorul programului PING folosind commanderul de DOS
Conectarea routerului la fiecare calculator în parte cu ajutorul unui cablu patch-cord (straight) în portul LAN
Configurarea routerului cu ajutorul interfeței web folosind unul dintre web browserele disponibile pe calculator
Setarea conexiunii la Internet (WAN) cu ajutorul wizard-ului oferit de interfața routerului, folosind un tip de conexiune Static IP Address, pentru care este necesară introducerea datelor precum WAN IP, WAN Subnet Mask, WAN Gateway, Primary DNS, Secondary DNS
Setarea orei și a datei interne a routerului pentru a avea o evidență corectă a evenimentelor petrecute în rețeaua de calculatoare
Salvarea setarilor routerului pe un hard disk al unuia dintre calculatoare
Verificarea conectivității rețelei prin accesarea commanderului cu ajutorul comenzii Ping, așa cum poate fi observat în imaginea de mai jos, sau deschizând o pagină web aleatorie.
Figura 1
Securizarea rețelei cu ajutorul sistemului de criptare Secured Socket Layer prin TCP/IP
Pași pentru conectarea imprimantelor în rețea
După conectarea tuturor calculatoarelor în rețea, este necesară conectarea imprimantelor, astfel încât acestea să poată fi conectate de la oricare dintre dispozitivele disponibile pentru uzul clienților. Pașii de mai jos arată acțiunile necesare pentru efectuarea conexiunii:
Accesarea panoului Dispozitive și Imprimante din meniul panoului de control al calculatorului
Selectarea opțiunii Adăugare imprimantă locală
Alegerea portului imprimantei
Instalarea imprimantei cu ajutorul driverului
Activarea partajării imprimantei cu ajutorul setărilor din meniul Partajare fișiere și imprimante -> Activare partajare fișiere și imprimante
Click dreapta pe imprimanta dorită -> Proprietăți imprimantă -> Partajare
După efectuarea tuturor setărilor necesare, rețeaua de calculatoare este pregătită pentru uzul personalului și al clienților, iar firma SC IMAGE PRINT SRL se pregătește pentru deschiderea noului sediu.
Datorită modificărilor făcute în ceea ce privește numărul calculatoarelor conectate în rețea, a imprimantelor clasice și a celei tipografice, se preconizează un timp de lucru de două ori mai scăzut și o productivitate mult mai ridicată.
6. Concluzii
În urma analizei rețelei vechi, de tip peer-to-peer a firmei SC IMAGE PRINT SRL, am realizat că o rețea de calculatoare restructurată, modernă, care să includă echipamente fiabile ar crește productivitatea acesteia. Dorința conducerii de a efectua o mutare și o extindere chiar în momentul propunerii mele a fost o coincidență fericită.
Astfel, analiza avantajelor și dezavantajelor a fost realizată împreună cu câțiva reprezentanți ai firmei care cunoșteau nevoile și prioritățile acesteia în materie de conectivitate. Toate modificările făcute s-au transformat în avantaje atât pentru angajați, întrucât le oferă oportunitatea de a munci mai simplu, mai rapid și mai eficient, dar și pentru afacerea în sine. Totodată, accesul clienților la gama de servicii oferită de această firmă se realizează acum mult mai simplu.
Unicul dezavantaj al întregului proces de proiectare a noii rețele de calculatoare a fost investiția relativ mare, pentru care a fost nevoie de apelul la un împrumut bancar. Costurile echipamentelor s-au ridicat la ordinul miilor de euro, motiv pentru care compania și-a creat o obligație.
Așa cum enunțam în introducerea lucrării, scopul acesteia a fost de a oferi o perspectivă simplă și clară asupra analizei și proiectării unei rețele de calculatoare. Acest obiectiv a fost îndeplinit, întrucât am arătat că o astfel de activitate este relativ simplă și implică echipamente disponibile pe piața actuală.
Cu toate că, în interiorul marilor corporații, rețelele de calculatoare reprezintă, într-adevăr o provocare, în cadrul firmelor mici și mijlocii, aceasta nu este o activitate dificilă și nu presupune o administrare complexă.
Cert este că activitățile zilnice ale oricărei persoane care își desfășoară activitatea în acest mediu se transformă într-un proces simplu care implică doar câțiva pași standard.
Prin prezentarea tuturor conceptelor legate de structura unei rețele de calculatoare și modalităților de proiectare a acesteia, am oferit o viziune simplu de înțeles de către oricine. Totodată, scopul de a evidenția aspectele care influențează calitatea experienței de comunicare profesională și tehnică dintre oameni și echipamente în mod inteligibil, a fost îndeplinit.
Cu toate acestea, părerea mea personală este că fiecare persoană și companie ar trebui să profite de avantajele pe care ni le oferă avansul tehnologic. În ceea ce privește rețelele de calculatoare, recomandarea mea pentru o firmă de dimensiuni mici precum este SC IMAGE PRINT SRL este de a adopta pe viitor tehnologii mult mai avansate, precum serverul cloud, unitățile de stocare cloud și imprimantele digitale de dimensiuni mai mici.
Toate aceste modificări ar aduce nu doar un plus de spațiu, ci ar facilita și activitățile zilnice ale tuturor celor care intră în contact cu calculatoarele și imprimantele. Mai mult decât atât, echipamentele de dimensiuni reduse care nu necesită prezența unui server fizic în incinta firmei sau a firmei de administrație de servere conduce la reducerea semnificativă a costurilor de producție și mentenanță.
Copyright Notice
© Licențiada.org respectă drepturile de proprietate intelectuală și așteaptă ca toți utilizatorii să facă același lucru. Dacă consideri că un conținut de pe site încalcă drepturile tale de autor, te rugăm să trimiți o notificare DMCA.
Acest articol: Proiectarea Retelelor de Calculatoare (ID: 119464)
Dacă considerați că acest conținut vă încalcă drepturile de autor, vă rugăm să depuneți o cerere pe pagina noastră Copyright Takedown.