Proiectarea Si Modelarea Retelelor de Calculatoare

Cuvânt introductiv

Rețelele de calculatoare, și calculatoarele în general sunt folosite pentru comunicare. Pentru a realiza acest simplu fapt, folosirea calculatorului, sunt folosite zeci de forme de semnale electronice sunt care sunt utilizate de diferitele componente implicate. Se vorbește despre o era digitala și codul binar este mediul de comunicare fundamental pentru toate calculatoarele de pretutindeni. Dar cum valorile de zero și unu “merg” dintr-un loc în altul ? Curenții electrici și impulsurile luminoase sunt folosite pentru a realiza formatul binar. Mulți oameni știu multe despre calculatoare, dar nimeni nu știe totul. De la realizarea microscopica a unui microprocesor la mediul închis ermetic unde particule magnetice stochează datele pe discurile unui hard-disk pana la tehnologiile microundelor și sateliților folosite pentru a transmite date intre calculatoare aflate la mare distanta unele de altele, multitudinea de tehnici de comunicație implicata este colosala.

Nu trebuie sa știi cum sa proiectezi un microprocesor ca sa achiziționezi un calculator. Nu trebuie sa știi sa proiectezi o nava cosmica ca sa transmiți un mesaj sau un semnal printr-un satelit. Intr-adevăr se realizează des aceste doua lucruri câteodată fără sa ne dam seama despre asta. Dar se poate sa vrem sa știm mai multe despre aceste tipuri de sisteme “transparente”. Când ești pus sa faci o decizie despre ce fel de procesor sa cumperi pentru mia de calculatoare pe care întreprinderea ta o sa o cumpere anul acesta și felul cum aceste calculatoare vor fi legate intre ele pentru a comunica e bine sa știi mai multe decât iți poate oferi o revista de specialitate sau o reclama de televiziune.

Pentru a realiza, în domeniul calculatoarelor o lucrare mai complexa, cunoștințele necesare sunt vaste si de multe ori depășesc intervalul de competență al unui singur personaj, fie el oricât de bine pregătit. Este si cazul proiectării si realizării rețelelor de calculatoare, gen de lucrare pentru care sunt de obicei angajate echipe întregi conținând mai mulți specialiști din diverse domenii.

Lucrarea de fata nu își propune sa fie în nici un fel acoperitoare pentru acest domeniu ci doar sa reliefeze câteva aspecte care prezintă interes atât din punct de vedere teoretic cat si practic.

In capitolele următoare vor fi prezentate pe rând câteva elemente de teorie a rețelelor, urmate de prezentarea programelor care fac obiectul de studiu al lucrării, programele de proiectare si modelare a rețelelor de calculatoare.

Capitolul 1. Noțiuni generale despre rețele de calculatoare

Considerații generale

In ultimele decade am asistat la o dezvoltare radicala a rețelelor de la origini la formele actuale ale acestora. Rețelele locale (LAN) nu erau altceva decât cablu coaxial care se întindea de la severele terminale pana la terminalele desktop cu monitoare monocrom în mod text.

La mijlocul anilor 1980 rețelele largi (WAN) erau de asemenea slabe și încete. Servere multiplexate pentru zeci de utilizatori cu circuite de 9.6 kiloocteti pe secunda.

Rețelele locale (LAN) s-au metamorfozat în rețele locale de banda larga și performante ridicate care suporta aplicații client CPU-intensive cum ar fi conferințe audio sau video interactive, posta electronica precum și alte forme tradiționale de procesare de date.

Rețelele largi (WAN) au experimentat de asemenea o radicala evoluție. Acum transmisiuni de 9.6 kiloocteti pe secunda sunt considerate inacceptabile.

E important de recunoscut ca necesitatea acestor schimbări a fost și a rămas necesitatea afacerilor utilizatorilor. Nivelul competitiv al majorității afacerilor a necesitat inovații tehnologice mai bune, mai ieftine sau mai rapide. De exemplu utilizarea mouse-ului a facilitat accesul la calculatoare prin utilizarea tastaturii mai puțin. Rapid aproape oricine poate folosi calculatorul. Calculatorul personal a oferit de asemenea avantaje nenumărate.

Programatorii de asemenea au operat schimbări radicale prin dezvoltarea de produse care fac utilizatorul sa folosească la maxim puterea de procesare a calculatoarelor. Aceasta dezvoltare a făcut conectarea la servere necompetitivă.

In acest gol a venit prima generație de LAN-uri. Aceste rețele ofereau o banda de 1 pana la 4 megaocteți pe secunda (mbps). Inițial aceste LAN-uri erau folosite ca un mod mai flexibil de a lega utilizatorii la severele terminale. La sfârșitul anilor 80 aceasta prima generație de rețele și-a arătat vârsta. Când comunitatea a înțeles ca microprocesoarele distribuite pe terminalele lor pot face mai mult decât atât, lupta pentru o banda mai larga și mai performanta a început

A doua generație de LAN-uri a fost mai mult decât rapida fata de predecesoarea ei. Banda Ethernet de 1 mbps a crescut la 10 mbps. Totodată “token ring”-urile de 4 mbps au fost accelerate la 16 mbps. Aceasta accelerate a fost suficienta pana la mijlocul anilor 90.

La mijlocul anilor 90 a avut loc maturizarea performantelor Ethernet și token ring. Nu a avut loc doar o criza a lipsei benzii de comunicație, ci și o degradare a performantelor acestor tehnologii de comunicare prin competiția excesiva la accesul la rețea și saturarea lățimii de banda libera cu transmisii inutile.

In oricare din cele doua cazuri o mărire a ratei ceasului ar fi mascat problema și ar fi amânat soluția. O soluție mai eficientă ar fi fost crearea de lățime de banda libera prin instalarea de switching hub-uri. Un switching hub segmentează domeniul de coliziune în rețea. Astfel, în domeniul de transmisie al rețelei switching hub-ul crea multiple domenii de coliziune, fiecare cu propria lățime de banda. Aceasta s-a dovedit a fi o soluție mai eficienta.

Noile tipuri de aplicații au demonstrat limitările rețelelor. Ele necesitau diverși parametrii de performanta mai mare decât suportul rețelei pe care rulau. De exemplu intr-o conexiune între Ethernet și Multiple Virtual Storage care traversa un protocol IP datele dintr-un pachet trebuiau sa fie intacte. Noile aplicații time-sensitive precum vocea și videoconferințele au pus o importanta mai mare pe timpul în care aceste date ajung decât pe integritatea lor. Daca pachetul venea intact, dar cu 2 secunde mai târziu acesta era șters. Astfel LAN-urile și-au dovedit ineficienta prin neadaptabilitatea la noile cerințe de trafic.

Unul din cele mai importante protocoale, IP-ul urma sa capete cea mai importanta schimbare din ultimii 20 de ani. Noul protocol se va numi IPv6 și va facilita adaptarea rețelelor la necesități mulți ani de acum încolo. IPv6 și alte protocoale adaugă metode de securitate la nivelele rețelei. Trasaturi precum criptarea și autentificarea care nu puteau fi implementate anterior vor fi o parte nativa a codului. Astfel rețelele vor putea fi interconectate în moduri care nu puteau fi concepute anterior.

1.2. Arhitectura rețelelor de calculatoare

Acest capitol începe cu analiza sistemului OSI (Interconectarea sistemelor deschise) și felul în care acesta se leagă de rețelele de date. Toate nivelele (aplicație, prezentare, sesiune, transport, rețea, legătura de date și fizic) sunt explicate precum și interacțiunea dintre nivele. Modelul OSI oferă o forma de vizualizare a interacțiunii intre multele părți ale transmisiei de date.

In 1983 Organizația Internațională de Standarde (ISO) a creat modelul OSI sau X200 Este un model multinivel pentru facilitarea transferului de informații intr-o rețea. Modelul OSI e format din 7 nivele fiecare nivel oferind un serviciu de rețea distinct. Modelul OSI simplificat e prezentat în figura.

Modelul OSI a fost realizat pentru a interconecta sistemele deschise Aceste sisteme sunt proiectate sa fie deschise spre comunicare cu aproape orice sistem. Acest model a fost creat pentru a sparge orice nivel funcțional pentru ca complexitatea fiecărui nivel sa fie micșorată. Modelul a fost creat pe baza câtorva concepte: 1) fiecare nivel realizează o funcție diferita. 2) Modelul și nivelele sale sa fie portabile internațional. 3) nivelele sa fie necesare arhitectural.

Fiecare nivel are funcția sa specifica și distincta :

Nivelul aplicație – înlesnește accesul la rețea printr-o aplicație. Acest nivel e interfața principala dinte utilizator și interacțiunea sa cu aplicația, deci cu rețeaua.

Nivelul de prezentare – facilitează prezentarea informației intr-o maniera ordonata și cu înțeles. Funcția principala a acestui nivel este sintaxa și semantica transmisiei. El convertește datele gazdei în date în format standard de rețea. La destinație el convertește datele în formatul corespunzător astfel ca datele sa fie folosite independent de calculatorul gazda.

Nivelul de sesiune – coordonează dialogul / sesiunea / conexiunea dintre echipamente în rețea. Acest nivel administrează comunicarea intre sesiunile de conectare și sincronizarea de timp.

Nivelul de transport – responsabil de transmiterea solida a transmisiei și specificațiile de servicii intre calculatoare. Responsabilitatea principala a acestui nivel este integritatea datelor. Nivelul de transport generează una sau mai multe legaturi în rețea depinzând de condiții. Acest nivel stabilește și ce tip de legătura de rețea va fi creat.

Nivelul de rețea – responsabil pentru rutarea pachetelor de date către un sistem din rețea, operează cu adresarea și trimiterea datelor. Acest nivel furnizează suport pentru rezolvarea conflictelor, descongestionarea transmisiei, informațiile conturilor de transmisie, rutare, adresare și alte funcții

Nivelul legaturi de date – furnizează soliditatea transmiterii datelor prin rețeaua fizica. Acest nivel garantează trimiterea datelor, dar nu și ca acestea au ajuns unde trebuie sau ca au fost acceptate. Acest nivel are misiunea de a crea și stabili ce pachete vor fi trimise pe rețea. Pachetele sunt alcătuite din adresa sursa, adresa destinație, suma de control și datele propriu-zise.

Nivelul fizic – lucrează cu comunicația la nivel de bit, electric sau luminos, prin rețea. Lucrează cu patru caracteristici ale rețelei : mecanic, electric, funcțional și procedural. De asemenea definește și caracteristicile hardware necesare transmisiei (voltajul necesar, puterea semnalului). Practic acest nivel asigura ca informația transmisa ajunge la destinație.

Datele circula de la aplicația expeditorului, în jos pe nivele, prin nodurile rețelei și în sus prin nivelele destinatarului. Nu toate nivelele pot fi necesare, diferite transmisii pot sa nu fie valide la un anume nivel al transmisiei. Un exemplu de transmisie e arătat în figura

Pentru a tine evidenta transmisiei fiecare nivel “împachetează” datele nivelului anterior cu header-ul propriu. La destinație fiecare nivel “despachetează” datele nivelului corespunzător. Practic o mica parte de date este transmisa cu nivele multiple atașate de ea.

Modelul OSI reprezintă un ghid despre cum se transmit datele intr-o prezentare abstracta și trebuie tratat ca atare.

Pentru rețelele locale se folosesc trei scheme de conectare: cablu pereche răsucita, coaxial sau fibra optica.

Perechea răsucita (Twisted Pair – TP) e cea mai comuna forma de mediu de transmitere în uz astăzi. E folosit la transmiterea de date de la 10 la 100 mbps dar viteza poate fi încetinita de erori caracteristice: pierderi de date, cuplare crosstalk, interferențe electromagnetice. Ecranarea poate fi adăugata cablului de date pentru a nu mai interacționa electromagnetic, dar sporește atenuarea. Atenuarea e micșorarea puterii semnalului în rețea. Ecranarea modifica de asemenea rezistenta, inductanța și capacitanța intr-un mod care duce la pierdere de date, deci poate duce la clasificarea TP-ului ecranat ca fiind un mediu de comunicare impropriu. Atât TP-ul ecranat cat și cel neecranat pot fi folosiți pe segmente de câteva sute de metri.

De obicei se folosește cablu TP neecranat (Unshielded Twisted Pair) de următoarele categorii :

Cat 1. – folosita în special pentru voce la începutul anilor 80

Cat 2. – folosita în special pentru rate de transfer de max. 4 mbps

Cat 3. – folosre crosstalk, interferențe electromagnetice. Ecranarea poate fi adăugata cablului de date pentru a nu mai interacționa electromagnetic, dar sporește atenuarea. Atenuarea e micșorarea puterii semnalului în rețea. Ecranarea modifica de asemenea rezistenta, inductanța și capacitanța intr-un mod care duce la pierdere de date, deci poate duce la clasificarea TP-ului ecranat ca fiind un mediu de comunicare impropriu. Atât TP-ul ecranat cat și cel neecranat pot fi folosiți pe segmente de câteva sute de metri.

De obicei se folosește cablu TP neecranat (Unshielded Twisted Pair) de următoarele categorii :

Cat 1. – folosita în special pentru voce la începutul anilor 80

Cat 2. – folosita în special pentru rate de transfer de max. 4 mbps

Cat 3. – folosita în special pentru rate de transfer de max. 16 mbps

Cat 4. – folosita în special pentru rate de transfer de max. 16 mbps și are 4 fire

Cat 5. – e cea mai populara categorie și e folosita în special pentru rate de transfer de max. 100 mbps.

Cablu coaxial e un mediu de transmisie versatil și folositor. Este realizat din doua fire separate de un dielectric. Cablul coaxial permite o mai mare ecranare și segmente mai lungi. Cu cat diametrul cablului se mărește cu atât rata de transfer creste, dar costurile cablurilor de diametre mari sunt și ele mari, deci instalarea acestora e îngreunată de costuri.

Fibra optica e un mediu subțire și flexibil care transforma data prin unde luminoase printr-un cablu de sticla. Acest mediu merge și pe distante mai mari de un kilometru și e un mediu extrem de sigur. Fibra optica exista în doua varietăți : modul simplu și multimode. Fibra optica este un fir de sticla ultrasubțire acoperit de o suprafață de plastic care reflecta lumina înapoi în sticla.

Tabelul următor reflecta avantajele și dezavantajele mediilor de transmisie.

Tipurile de tehnologii LAN ca Fast Ethernet, Fibre Channel, FDDI și ATM noi au început sa înlocuiască vechile tehnologii Token Ring și Ethernet. Voi enumera în continuare principalele tipuri de tehnologii :

Simple Ethernet (10base-X) e una din cea mai veche, simpla, ușoară și ieftina tehnologie LAN. Exista diferite varietăți depinzând de mediu: 10base-5 (Cablu coaxial subțire), 10base-2, 10base-T (twisted pair), 10base-F (fibra) .Arhitectura pentru toate patru este aproape aceeași. Ele transmit date pe rețea la viteze de 10mbps, folosesc protocolul CSMA/CD, cea mai populara fiind 10base T.

Inima tehnologiei Ethernet sta în protocolul Carrier Sense, Multiple Access, Collision Detect (CSMA/CD). Carrier Sense înseamnă ca fiecare stație verifica daca alta stație din rețea transmite. Daca exista atunci nu exista carrier și nu va transmite. Stația va încerca sa prindă carrier pana când pe rețea nu se mai transmite și carrier devine disponibil. Collision Detect înseamnă ca daca doua stații transmit în același timp și semnalele se întâlnesc, ambele vor opri transmisia și vor încerca mai târziu. Multiple Access indica ca fiecare stație e conectata printr-o singura linie la rețea.

Token Ring e o tehnologie veche bazata pe arhitectura de inel. O stație de control creează o entitate speciala în rețea numita token și o transmite în inel. Acest token controlează ce stație are dreptul sa transmită în rețea. Daca acest token ajunge la o stație care are de transmis în rețea ea “capturează” tooken-ul și ii schimba starea în “ocupat”, adaugă datele de transmis și trimite în continuare. El circula în rețea pana ajunge la stația unde se vrea a ajunge informația. Stația destinație ia informația și pasează tooken-ul în continuare. Când tooken-ul ajunge la expeditor, el se șterge și se creează alt token. Token Ring sunt niște arhitecturi ordonate și eficiente. Exista doua variante disponibile una la 4Mbps și alta la 16Mbps.

Fast Ethernet exista în mai multe moduri, bazate pe tipul d mediu 100base-T4 (twisted pair [4 perechi])100base-TX (twisted pair [2 perechi])100base-FX (fibra) și transmite date cu o rata de transfer de pana la 100Mbps.

100VG (Voice Grade)-AnyLAN e o alta versiune de specificare de rețea la 100Mbps. Principala diferență este ca folosește protocolul Demand Priority Access Method (specificația 802.12) în locul CSMA/CD pentru a. 100VG-AnyLAN utilizează medii de transmisie de tip CAT 3, 4, 5-UTP, 2-STP, ca adăugare la fibra optica. De asemenea suporta formatele 802.3 și 802.5. Acest suport permite o trecere lina de la tehnicile anterioare. Deși 100VG lucrează la aproape 100Mbps pe fir de cupru ca urmare a folosirii protocolului Demand Priority Access și folosirea repetorilor și hub-urilor pentru a spori traficul, nu e certificat ca merge pe fibra. Aceasta face ca sa nu meargă pe rețele pe distante lungi

Protocolul Demand Priority Access este răspunsul VG la protocolul CSMA/CD. Clientul cere acces la rețea pentru a transmite informații. Serverul procesează cererea și transmite semnalul înapoi la client când și daca media e pregătita. In acest punct clientul are controlul asupra transmisiei

IsoEthernet e unic pentru ca nu suporta numai standardul 10Mbps Ethernet ci folosește canale 96 ISDN B operând la 6.144Mbps, un canal 64Kbps ISDN D pentru semnale, și un canal 96Kbps M pentru întreținere. Canalul de 10Mbps Ethernet e folosit pentru pachete de date iar canalul ISDN B-pentru video și audio. IsoEthernet lucrează pe CAT3 LAN și nu necesita upgrade de cablu la rețelele existente.

FDDI, sau Fiber Distributed Data Interface, e un mediu de transmisie pe baza de fibre optice capabil de viteze de pana la 100Mbps. E folosit frecvent ca backbone la rețelele precum și pentru a conecta rețele la calculatoare superperformante. FDDI se bazează pe topologia Token Ring, dar în loc de un singur inel folosește doua, primul este primar iar al doilea e folosit ca backup. Inelele funcționează invers unul altuia pentru a micșora erorile. Următoarele tehnici vor folosi și al doilea inel pentru date dublând efectiv rata de transfer.

CDDI, sau Copper Distributed Data Interface, a fost creat în principal ca răspuns la costul mare al fibrei optice.

Fibre Channel (FC) e o noua schema de conexiune inteligenta care suporta propriul protocol precum și acele ale FDDI, SCSI, IP, și altele. Aceasta va servi la crearea unui standard unic în rețele, stocare, și în general pentru transferul de date. Creat în special pentru WAN FC poate fi convertit simplu la LAN prin folosirea unui switch în rețea. FC suporta ambele interfețe de rețea și de canal pe același port micșorând povara rețelei asupra stației. Suporta de asemenea media electrica și optica pe rețea, cu viteze de la 133 la 1062 Mbps.

ATM, sau Asynchronous Transfer Mode, este standardul propus pentru transmisia ISDN. ATM e o soluție de înaltă performanta atât pentru LAN cat și pentru WAN. ATM folosește un switch de mare viteza care conectează calculatoarele prin fibra optica (una de transmitere și una de primire). ATM suporta de asemenea transmiterea de voce date și video prin rețea. E disponibila la viteze de 25Mbps, deși a fost proiectata pentru 155Mbps. Expansiuni viitoare pot fi de ordinul gigabiților sau chiar terabiților.

Rețelele Ethernet sunt accesibile sau la o rata de transfer de 10Mbps sau 100Mbps. Rețele Gigabit măresc lățimea de banda de 10 ori permițând viteze de pana la 1000 Mbps. Rețelele existente Ethernet și Fast Ethernet sunt 100% compatibile și ușor de upgradat la noua arhitectura gigabit. Aceasta suporta protocolul CSMA/CD și va fi disponibila pe fibra, cablu coaxial, sau chiar UTP.

In următorul tabel sunt prezentate tehnologiile precum și vitezele de transmisie și lungime maxima a segmentului de cablu intre calculatoare.

Rețelele locale folosesc cadre pentru a încapsula datele. Ele conțin toate informațiile necesare pentru a le transmite la destinație. Un cadru este un bloc de date transmis prin rețea. Mărimea și structura cadrelor e determinat de protocolul de nivel hardware folosit de rețea.

Rețelele sunt, esențial, un sistem de dirijare a cadrelor, și are o mare necesitate de a standardiza pachetele. Standardizarea face ca diversele componente ale rețelei să interacționeze. Aceste standarde furnizează și o baza comuna de conversie a cadrelor intre diverse tipuri de rețele.

Fiecare tip de cadre, precum și protocoalele suportate oferă diferite combinații de parametrii de performanta. Înțelegerea beneficiilor și limitărilor fiecăruia ajuta la crearea de rețele puternice și performante.

Ca sa realizezi o rețea perfecta pentru organizația ta vei avea de a face cu multe decizii. Una de început și una din cele mai importante este topologia rețelei. Aceasta decizie pune bazele a tot ce va sa vina : ce nivele de performanta și încredere poți întâlni, ce tip de rezultate administrative și de suport vei avea de înfruntat, cum puteți sa scalați sau sa expandați rețeaua.

In multe cazuri gândul ca trebuie cumpărate hub-uri împiedică multe persoane sa construiască rețele 10base T. Cum o frica de necunoscut e naturala, frica de hub-uri este mai degrabă o fobie necontrolată. Daca ești în poziția de a upgrada o rețea 10base 2 existenta nu ar trebui sa te influențeze costul sporit al unui hub și sa te oprească sa te bucuri de flexibilitatea și performantele pe care un hub le oferă. De fapt costul unui hub va fi de aproximativ 20-150 $ mai mult pe stație de lucru depinzând de tipul de hub care se va folosi.

Un hub, este centrul activității unei rețele. Cu alte cuvinte hub-ul este punctul comun de legare a cablurilor unei rețele bazata pe o topologie stea. Arcnet, 10base T și 10base F și alte topologii de rețele constau în folosirea hub-urilor pentru a lega diferite cabluri și a distribui date în diferite segmente de rețea. Hub-urile funcționează ca sciziunile de semnal. Ele preiau toate semnalele care le primesc printr-un port și le distribuie pe toate porturile. Alte hub-uri redimensionează semnalul pentru a obține o comunicație sincrona intre porturi. Hub-urile cu conexiuni multiple 10base F folosesc oglinzi pentru a împărți semnalul luminos la diferitele porturi.

Intr-o rețea 10base T toate componentele vor fi legate la unul sau mai multe hub-uri folosind cablu UTP. Hub-ul are multiple porturi și chiar multiple tipuri de conectori pentru a atașa componente de el. Se poate sa fie nevoie de conectarea mai multor hub-uri intre ele.

Rețelele Token-Ring de asemenea au diverse componente atașate care pot fi referite ca hub-uri. O unitate de acces multi-stație (MSAU) poate fi considerata hub. Pentru ca servește același scop ca un hub Ethernet. Dar MSAU-rile folosesc switch-uri mecanice și re-rutează informația serial, nu paralel ca hub-urile Ethernet.

Exista o metoda simpla de a determina daca ai nevoie de un hub intr-o rețea. Daca construiești o topologie star și folosești mai mult de doua mașini de legat ai nevoie de hub. Daca construiești o rețea doar cu doua mașini poți folosi poți sa le conectezi fără hub, folosind un cablu UTP și 2 conectori RJ45.

Hub-urile furnizează o funcție importantă intr-o rețea de tip star. Sunt multe tipuri de hub-uri fiecare oferind trasaturi specifice care-ti oferă diferite nivele de servicii. Toate hub-urile au un set de funcții standard care sunt determinate în general de tipurile de cablu care vin la hub. Majoritatea conectorilor care vin la un hub sunt jack-uri RJ45 care sunt conectorii standard pentru multe echipamente legate prin UTP. De la 10base T la 100base T cablul merge de la hub la toate stațiile, imprimantele și alte componente din rețea prin cablu UTP , la fiecare capăt al cablului fiind un conector RJ45.

Un conector RJ45 seamănă cu un conector de telefon dar este mai mare.

Lungimea maxima a cablului depinde de mediul folosit.

Desigur exista și alte necesități standard. Deoarece hub-urile sunt componente electronice care iau semnalul de pe un port și îl trimite pe mai multe porturi, hub-urile au nevoie de alimentare. Majoritatea hub-urilor au led-uri care sunt folosite pentru a monitoriza diferitele condiții.

Hub-urile pasive, cum sugerează și numele., nu prea fac mare lucru pentru a creste performantele unei rețele, sau a rezolva diverse conflicte, ele doar preiau datele de pe un port și le retransmite pe celelalte, cel mai simplu lucru pe care îl poate face un hub.

Hub-urile active au un general toate facilitățile unui hub pasiv, cu bonusul de chiar a monitoriza datele transmise. Hub-urile au un rol mai larg în rețelele Ethernet prin tehnologia “stochează și transmite”. Totuși nu tine cont de prioritățile diferitelor pachete dar corectează diferite pachete și re-dimensionează distribuția altor pachete.

Hub-urile inteligente oferă mai multe avantaje decât hub-urile pasive sau active. Organizațiile care caută sa expandeze capacitățile rețelei astfel încât utilizatorii sa împartă resurse și sa funcționeze mai rapid pot folosi cu încredere hub-urile inteligente. Tehnologia din spatele hub-urilor inteligente s-a dezvoltat în ultimii ani și consta, pe lângă cea a hub-urilor active, iți da posibilitatea de a controla rețeaua de la o locație centrala. Daca o problema se ivește la o componenta a rețelei legata la un hub inteligent, poți detecta , diagnostica și remedia problema utilizând informațiile furnizate de hub. Fără o astfel de diagnosticare a unei rețele mari ar fi anevoioasa.

Bridge-urile , care operează cu nivelul legaturi de date, conectează doua LAN-uri și redirecționează cadrele în corespondenta cu adresa controlului de acces la media (MAC). Deseori conceptul de router e mai familiar decât cel de bridge, putem sa gândim un bridge ca un router de nivel scăzut.

Bridge-urile nu știu nimic despre nivelele superioare în cadrele pe care le transmit. Astfel ele au de a face cu IP, IPX și altele în același timp. Un bridge poate folosi și protocoale nerutate precum NetBEUI.

Faptul ca ruterele lucrează cu datele la nivel de rețea înseamnă ca le este mai ușor sa interconecteze diverse nivele de legaturi de date.

Bridge-ul e mai greu de controlat decât un router. Protocoale ca IP au nivele de rutare mai sofisticate asociate, lăsând administratorul de rețea sa exercite un control mai strâns asupra rutării. Protocoale că IP de asemenea furnizează informații despre cum ar trebui segmentata logic. Din aceste motive bridge-urile sunt folosite pentru rețele mici.

Bridge-urile transparente de obicei interconectează segmente Ethernet. Bridge-ul pasează traficul necesar de transmis intre cele doua rețele, dar izolează traficul local segmentului din care s-a transmis. De aceea bridge-ul reduce traficul pe rețea.

Bridge-urile source routing (cu rutare de sursa) operează cu un alt principiu fata de ruterele transparente. Bridge-urile transparente prezint iluzia unui segment continuu care conectează gazdele. Bridge-ul cu rutare de sursa nu face nici o decizie asupra unde trebuie trimise pachetele, și nu face liste de adrese MAC.

Deși principiul de rutare este diferit, bridge-urile cu rutare de sursa tot trebuie configurate ca sa identifice informația. Fiecărui bridge i se asignează un număr (Bridge ID). Fiecare Token Ring ii este asignat tot cate un număr unic (Ring ID). Orice stație care vrea sa transmită către alta rețea va trebui sa specifice ce bridge-uri va trebui sa parcurgă.

Switch-urile funcționează împărțind rețelele cu trafic mare în subretele mai mici și mai ușor de controlat . Ele, în aparenta, nu diferă prea mult de rutere, hub-uri și bridge-uri. Totuși exista trei factori esențiali care separa switch-urile de celelalte. Ele sunt viteza de transfer (switch-urile sunt mai rapide), metodologia de retransmitere sau logica electronica (mai inteligenta) și un număr de porturi mai mare.

1.3. Elemente componente ale rețelelor de calculatoare

Elementele componente ale rețelelor de calculatoare pot fi ușor clasificate în doua mari categorii:

Echipamente de rețea

Elemente de conectica

Elementele de conectica sunt diferite de la un tip de rețea la altul:

Pentru rețele pe cablu de cupru:

Cablu coaxial sau torsadat de cupru de diverse tipuri, cu destinațiile si limitările descrise pe scurt mai sus

Piese de interconectare electrica specifice

Pentru rețele pe fibra optica:

Fibra optica simpla sau multipla

Optocuplori

Pentru rețele radio, infraroșu si de alte tipuri:

Elemente de interconectare specifice – antene de emisie, recepție, emițători, receptori de infraroșu sau microunde, etc.

Nu la fel de bine conturat stau lucrurile în cazul echipamentelor de rețea. Am putea spune ca se pot si ele împărți în doua categorii si anume echipamentele “clienți” ai rețelei si echipamentele “auxiliari” ai rețelei.

De prima categorie aparțin toate echipamentele care extrag sau introduc date din rețea intr-o forma sau alta. Intra aici calculatoarele (nu neapărat compatibile IBM si nici măcar PC – pot fi conectate, la diverse tipuri de rețele si în diverse moduri, practic toate tipurile de mașini de calcul cunoscute de la microcalculatoarele de comanda si control plasate în diverse utilaje si aparaturi si până la supercalculatoarele de foarte mare putere) dotate cu un adaptor de rețea sau cu un modem sau cu orice alt tip de periferic de conectare (radiomodem, modem de cablu, echipament de emisie recepție pentru microunde, emițător / receptor de infraroșii, etc.), imprimantele cu posibilități de legare la rețea, unitățile independente de stocare, scanerele de rețea, modemurile de rețea, etc. Este de subliniat si idea ca tendințele actuale duc spre o conectare globala a tuturor echipamentelor având astfel de capacități.

In cea de a doua categorie întâlnim toate echipamentele care facilitează sau permit intr-un fel sau altul conexiunile de tip rețea: hub-uri, switch-uri, router-e, gateway-uri, echipamente de diagnoza, repetoare, multiplexoare, amplificatoare, filtre de semnal, etc.

Ceea ce face ca aceasta clasificare sa nu mai fie atât de bine definita în ultimul timp este tendința de a adăuga echipamentelor “client” capacități de echipamente “auxiliar” (funcții de diagnoza, filtrare, amplificare adăugate plăcilor de rețea, s.a.).

1.4. Clasificare topologica a rețelelor de calculatoare

Termenul de topologie a unei rețele se refera la forma geometrica a traseului semnalului. Din acest punct de vedere rețelele pot fi clasificate ca si rețele cu topologie simpla sau rețele cu topologie complexa.

Exista trei forme fundamentale de topologie simpla pentru o rețea:

Topologia magistrala (bus) – se refera la acea structura a rețelei în care calculatoarele sunt “înșirate” de-a lungul unui unic cablu de rețea (vezi figura)

Avantajele acestei topologii provin din simplitatea deosebita a structurii. Costurile de implementare sunt scăzute dar in schimb dezavantajele sunt multiple: limite de dimensiuni, dificultate in depanare, scalabilitate scăzuta

Topologia stea (star) – structura a rețelei în care echipamentele “clienți” sunt capetele razelor unei stele având în centru un echipament auxiliar (un hub)

Topologia stea îmbina un maximum de avantaje: necesita costuri scăzute, este ușor de diagnosticat, are scalabilitate si interconectivitate mare, este flexibila. Din aceste motive, in momentul de fata topologiile de tip stea si cele complexe bazate pe structuri de tip stea tind sa elimine celelalte tipuri de rețele de pe piață.

Derivate ale topologiilor stea sunt topologiile comutate in care forma rețelei este aceiași dar echipamentul central este de aceasta data un echipament activ (un switch).

Topologia inel (ring) – cablul de comunicații folosit se unește la capete formând un inel pe circumferința căruia sunt conectate echipamente client

Este interesant de semnalat si faptul ca topologiile inel pot implementate si pe structuri fizice de tip stea (este cazul rețelelor de tip Token Ring care sunt fizic rețele stea dar logica de transmisie a semnalului prevede o transmisie circulara – o topologie ring).

In acest caz se spune despre rețeaua respectiva ca este o stea fizica si un inel logic. (Mai exista si alte tipuri de rețele ale căror prevederi specifica astfel de combinații).

Topologiile complexe sunt formate prin îmbinarea (in diverse combinații) a mai multor celule – topologii simple. In continuare sunt enumerate câteva tipuri mai des răspândite de topologii complexe:

topologiile “lanț de margarete” (daisy chains) – sunt formate prin conectarea mai multor topologii stea

ierarhii de inele – mai multe topologii inel sunt reorganizate si interconectate astfel încât fiecare inel deservește cererile de o anumita prioritate

ierarhii de stele – câteva topologii stea sunt reorganizate si conectate astfel încât se conferă fiecăreia un anumit rol si o anumita prioritate

ierarhii combinate – structuri de mai multe tipuri sunt conectate si deservesc fiecare un anumit gen de servicii ale rețelei.

1.5. Cerințe impuse rețelelor de calculatoare

Atunci când vorbim despre evaluarea unei rețele de calculatoare (chiar daca asta se petrece in cadrul procesului de proiectare / modelare sau nu) vorbim despre stabilirea unor criterii de evaluare care provin din mai multe surse:

Cerințele inițiale ale beneficiarului

Cerințe generale impuse rețelelor

La categoria cerințe inițiale ale beneficiarului se pot regăsi solicitări foarte diverse (capabilități de interconectare cu diverse echipamente, opțiuni de comunicație audio / video, funcționare in medii solicitante, etc.)

Cerințele generale impuse rețelelor sunt de fapt cerințe de calitate pentru orice tip de echipamente, adaptate la acest caz particular (unele dintre ele sunt de asemenea specificate expres de către beneficiari):

Performanță (măsurată in capacitate de transfer, număr de utilizatori suportați, număr de pachete transferate pe unitatea de timp, lățime de banda, etc.)

Scalabilitate (existenta posibilității de a putea extinde rețeaua) – rețelele de calculatoare sunt supuse permanent la modificări si creșteri pe măsura ce necesarul de comunicații creste

Mentenabilitate (capacitatea de a putea menține rețeaua in stare de funcționare; cuprinde ușurință in diagnosticare si ușurință in remediere a problemelor)

Flexibilitate (capacitatea de a folosi rețeaua si in alte scopuri decât cele pentru care a fost prevăzută inițial)

Redundanta (existenta unor înlocuitori, in stare de așteptare, in rețea, pentru cele mai importante componente si subsisteme ale rețelei, înlocuitori care sa preia din mers rolul unor componente avariate)

Reziliența (capacitatea de a rezista la defecțiuni).

Capitolul 2. Activitatea de proiectare si modelare a rețelelor de calculatoare

Dincolo de elementele de teorie prezentate, activitatea de proiectare a rețelelor este o activitate complexa si laborioasa care trebuie sa tina cont în afara de intențiile inițiale de construcție si de factori economici si de mediu implicați.

Putem defini activitatea de proiectare si simulare a rețelelor de calculatoare ca fiind succesiunea de acțiuni care pornesc de la formularea de către beneficiar a cerințelor si merg până la definirea unei forme concrete de așezare în spațiu a rețelei, cuprinzând echipamentele necesare, amenajări, achiziții, necesități de întreținere si de personal, etc.

Vom încerca în rândurile următoare sa expunem pașii necesari pentru a elabora proiectul unei rețele dimpreună cu testele necesare pentru a putea certifica calitățile cerute proiectului.

Prima etapa necesara este formularea de catre beneficiar (viitorul proprietar / utilizator al retelei) a necesitatilor si cerintelor sale. Este foarte important ca in aceasta etapa beneficiarul sa fie consiliat de catre persoane cu pregatire de specialitate (fie din cadrul echipei care va realiza proiectul fie din exterior). Este de retinut ca in afara cerintelor curente ale beneficiarului (care sunt de obicei usor de formulat si cuantificat) trebuie estimate si tendintele viitoare de dezvoltare sau modificare ale retelei. De asemenea trebuie bine formulat gradul in care diversele cerinte adresate retelei (vezi 1.5.) vor fi atinse si respectate. Si nu in ultimul rand trebuie precizate cerintele financiare ale beneficiarului (sumele “pasibile” de a fi cheltuite in acest scop).

Urmeaza o etapa de tatonari in care echipa de proiectare propune una sau mai multe solutii tehnice posibile. Pentru fiecare dintre aceste solutii trebuie facute analize din toate punctele de vedere: cost, performanta, fiabilitate, mentenabilitate, scalabilitate, necesar de personal, necesar de service, conditii de service, etc.

Unul din instrumentele cele mai importante instrumente care vor fi folosite in cadrul acestor analize este modelarea solutiilor propuse.

Activitatea de modelare a functionarii unei retele de calculatoare presupune crearea, cu ajutorul unui program specializat, a unei imagini a retelei examinate, cuprinzand caracteristicile de baza ale retelei. Programul folosit va calcula mai departe care va fi comportamentul retelei in diverse conditii date (depinzand si de limitarile functionale ale programului de modelare). Caracteristicile selectate ca fiind reprezentative vor fi vizualizate mai departe printr-o metoda oarecare (raport, animatie, imagine, etc.) (depinzand de asemenea de capabilitatile programului de modelare).

Dupa ce fiecare dintre solutii a fost examinata si a fost aleasa cea corespunzatoare se va trece in final la realizarea practica a retelei cerute.

E necesar de mentionat ca acelasi proces de proiectare se aplica si in cazul extinderii sau / si modificarii unei retele existente.

De asemenea procedeele de modelare sunt folosite nu numai in cadrul proiectarii retelelor ci si in cazul studierii sau / si diagnosticarii unei retele.

Capitolul 3. Programe de proiectare și modelare a rețelelor de calculatoare

3.1. Necesitatea folosirii programelor de proiectare și modelare. Ofertă existentă

În lumina celor descrise mai sus este ușor de dedus că activitatea de proiectare a unei rețele și cu atât mai mult cea de verificare a unui proiect de rețea sau de studiu pe un model al activității dintr-o rețea concretă este o muncă dificilă daca nu chiar imposibilă în lipsa unor instrumente corespunzătoare.

Încă de la apariția rețelelor ca și entități au existat programe de diagnostic (în momentul de față oferta de astfel de programe este impresionantă prin diversitate a programelor și multitudine a caracteristicilor analizate – de la miniprogramele de diagnostic ale plăcilor de rețea, trecând prin programele de analiza scrise de diverși amatori și ajungând la programe profesionale sau chiar echipamente hardware dedicate pentru analiza funcționării rețelelor produse de marii companii – Ex. 3Com, IBM, Sun, Hewlett-Packard, etc.).

In cazul programelor de simulare lucrurile au stat foarte multa vreme diferit. Numai în ultimii câțiva ani au apărut programe comerciale specializate pentru proiectarea și modelarea rețelelor de calculatoare. Astfel de programe au fost beneficiarii progreselor înregistrate în domeniile proiectării asistate, modelării și mai ales au fost posibile datorită creșteri puterii de calcul disponibile (având totuși un necesar mare de resurse de calcul pentru funcționare).

Deși oferta este destul de limitata, programele disponibile acoperă destul de bine, se pare, segmentul de piața căruia ii sunt destinate.

În cadrul acestui capitol vor fi descrise două programe care aparțin domeniului studiat de noi, unul dintre ele fiind un program destinat numai proiectării rețelelor de calculatoare, celalalt având și puternice facilități de modelare și diagnostic. Este vorba despre Visio 2000 produs de firma Visio Corporation și de NetCracker Professional versiunea 2.0 produs de firma NetCracker Technology.

3.2. Visio 2000

Visio 2000 este un program de proiectare și reprezentare cu o destinație ceva mai generala, urmărind fluxul informației intr-o organizație, la cele mai diverse nivele și în cele mai diverse forme, de la ierarhia de organizare a personalului și pana la organizarea interioara a clădirilor aparținând corporației oferind astfel o privire de ansamblu asupra funcționării sistemului informațional.

Un loc aparte este dedicat traficului informației prin rețeaua / rețelele instituției respective.

Cu ajutorul opțiunilor oferite de program se pot construi rapid planuri de rețea de orice tip începând de la rețele locale de mici dimensiuni si terminând cu rețele de transmisie de mare viteza intercontinentale. Se pune la dispoziția utilizatorului o biblioteca de componente de rețea (atât componente directe – calculatoare, conectica, cat si componente indirecte – clădiri, comunicații prin satelit, etc.). Suplimentar sunt introduse si elemente auxiliare de grafica care concurează la obținerea unui aspect grafic de calitate cat mai buna (indicatoare, border-uri, casete text, etc.).

In figura de mai jos este reprodus aspectul tipic al interfeței utilizator a Visio 2000 în timpul unei sesiuni de lucru:

Evident programul nu urmărește decât reprezentarea grafica a componentei unei rețele si nu si simularea funcționalității ei. In schimb motivul nostru de interes pentru el este modul în care reușește sa coreleze structura rețelei cu alte elemente care nu primesc o prioritate foarte mare în cadrul proiectării unei rețele si anume relațiile cu componentele umane ale sistemului – organizarea în “teren” a rețelei (vezi figura de mai jos.

Suplimentar Visio 2000 cuprinde si capabilități de dezvoltare de aplicații bazate pe un nucleu de Visual Basic (versiunea 6.0). în cadrul acestora regăsim posibilități de definiții de forme si obiecte, de asamblare a lor, de definire de planuri si structuri.

3.3. NetCracker Professional versiunea 2.0

Prin comparație cu programul descris anterior NetCracker este un program strict specializat pe proiectarea si modelarea rețelelor de calculatoare oferind facilități multiple în acest sens:

rapoarte de performanta bazate pe modulul AutoSimulation

AutoSimulation pentru transmisii de voce, televiziune pe cablu, si radio pe cablu

echipamentele pot fi configurate suplimentar cu plugin-uri

wizard “Device Factory” pentru a specifica echipamente nou apărute sau prototipuri

testare de lungime a cablului

rapoarte vocale sintetizate

gama larga de rapoarte disponibile

suporta circuit-switching-ul

Intelligent Animation bazat pe traficul pe rețea

testare automata a conectivității

scenarii "What-if" pentru a vizualiza comportamentul rețelei în diverse condiții

librărie bogata de echipamente

proiectare de rețea pe un număr nelimitat de nivele

Din publicația PC Magazine citam următoarele: “NetCracker Professional este cela mai avansat software de proiectare si simulare disponibil pe piață. Este utilizat pentru a proiecta, plănui si analiza rețele. După terminarea unei scheme de rețea pot fi asignate profile de trafic așa încât funcționarea rețelei poate fi simulata în timp real.

NetCracker Professional permite utilizatorilor sa vizualizeze performanta rețelei în diferite formate si sa creeze rapoarte statistice bazate pe rezultatele date de modulul AutoSimulation. NetCracker Professional include tehnologii patentate, Intelligent Animation, si AutoSimulation care ilustrează si simulează traficul de rețea în timp real.

Cu capabilități de sinteza a vorbirii unice în acest domeniu, NetCracker Professional va produce de asemenea statistici sau alte note specificate sau descrieri si în forma vorbita.

O biblioteca extensiva de echipamente si o interfață grafica cu utilizatorul foarte intuitiva pun la dispoziție, intr-un mod ușor de asimilat, capabilități robuste de proiectare si simulare.

Cu NetCracker Professional, pictograme 3D reprezentând mii de echipamente si tehnologii de rețea pot fi ușor utilizate pentru a creea modele de rețea intr-un mediu familiar de operare Windows NT sau Windows 95/98.

De la rețele locale departamentale si până la rețele de arie larga sau globale,

multinivel nu exista rețele prea mari sau prea mici pentru NetCracker Professional.

Odată proiectul completat, modulul AutoSimulation permite utilizatorului sa simuleze rețeaua pe loc.

Diferite opțiuni si analize de cazuri disponibile pot fi examinate schimbând parametri ai echipamentelor, protocoale de rutare si configurații de rețea.

Rezultatele pot fi vizualizate pe loc fără a opri procesul de simulare.

Orice echipament sau legătura pot fi “defectate” si “reparate” pentru a putea arata redundanța si reziliența rețelei.

Rezultatele finale ale modulului AutoSimulation pot fi ușor vizualizate si distribuite folosind generatorul de rapoarte al NetCracker, capabil sa producă o larga varietate de rapoarte pentru echipamente si performante, incluzând chiar bonuri de materiale necesare.”

Ilustrația următoare prezintă interfața utilizator a NetCracker Proffesional:

Programul se livreaza impreuna cu un tutorial pentru utilizatorii incepatori, tutorial furnizat atat sub forma de fisier help pentru windows cat si sub forma de document Word.

De asemenea sunt livrate un ghid rapid, un ghid al utilizatorului, exemple de diferite structuri create cu ajutorul programului, un fisier readme, un help bogat si bine ilustrat si un manual care acopera bine necesitatile oricarui utilizator.

Rapoartele generate cuprind: necesar de materiale (cu calcul de costuri), sumar al tuturor echipamentelor, statistici referitoare la statii de lucru, servere, adaptoare de retea, hub-uri, bridege-uri si router-e, switch-uri, echipamente de retea si rapoarte definite de utilizator. Toate rapoartele pot fi generate pentru o anumita sectiune a retelei sau pentru toata reteaua.

Toate componentele existente in librarie pot fi editate (ca performante, gabarit, si cost) si pot fi adaugate altele cu eforturi minime.

Exista de asemenea optiuni de a exporta rezultatele obtinute sub forma de fisiere grafice sau sub forma de hipertext (HTML).

Viteza de rulare a simularii poate fi modificata (chiar in timpul simularii) si diversele echipamanete pot fi rearanjate pe planul creat (si in timpul creerii planului si in timpul simularii).

Orice caracteristica (viteza de transfer, numar de pachete transferate, numar de pachete esuate) poate fi urmarita in timp real (chiar in timpul simularii) datorita faptului ca pot fi afisati indicatori diversi in orice zona a plansei.

Evenimentele din functionarea retelei sunt reprezentate prin insemne grafice sugestive. Sunt folosite culori si insemne diferite pentru diversele tipuri de cabluri si pentru diversele tipuri de pachete vehiculate prin retea.

Capitolul 4. Realizarea practică a unui model de rețea

Spre a demonstra posibilitatile oferite de NetCracker, am incercat sa creem si noi un model de retea, nu neaparat foarte complex, o retea a unei institutii de invatamant (am luat noi exemplul) ale carei resurse de calcul sunt raspandite in cateva cladiri relativ distantate una de cealalta.

Au fost luate in exemplul nostru sase cladiri, fiecare cu cite o miniretea de calculatoare. Doua dintre aceste retele au fost detaliate pana la nivel de statii de lucru si conectica pe cand celelalte patru au fost lasate la stadiul de entitati, descriindu-se pentru ele doar necesitatile si posibilitatile de trafic cu exteriorul.

In ceea ce priveste comunicatiile intre cele sase retele, am profitat de libertatea de miscare oferita de programa si am incercat sa imaginam un sistem de comunicatii puternic redundant in care fiecare dintre retele iese in exterior prin cel putin doua cai posibile. Motivatia pentru aceasta solutie a fost faptul ca de obicei comunicatiile exterioare sunt afectate de diversi factori care pot duce la intreruperea sau bruierea lor (vezi imaginea de mai jos).

Practic fiecare dintre retelele din cladiri are la iesire un router cu iesiri catre alte

doua sau trei routere ale altor cladiri. Suplimentar este adaugat un router central pentru a suplimenta numarul de cai posibile pentru informatie.

Routerele comunica intre ele si cu diversele corpuri de cladiri prin modem-uri de mare viteza (convertoare DSU / CSU).

Una dintre retele a fost gandita ca si retea specializata pentru prelucrari de mare viteza si pentru administrare (vezi imaginea de mai jos). Este singura dintre cele sase retele care comunica direct cu router-ul corespunzator (fara a folosi modem-uri – fapt care ar incetini comunicatia).

Am structurat aceasta retea pentru a demonstra si modelarea altor tipuri de retele (Token Ring si FDDI) desi pentru un numar atat de mic de statii de lucru nu era nevoie de o astfel de solutie. Practic avem doua subretele (doua token ring-uri) cate unul pentru fiecare categorie de prelucrari, legate prin hub-uri inteligente la un inel de fibra optica central de la care se face de asemenea si legatura la router.

Ca si pe planul general al structurii si aici au fost adaugate, pe firele mai importante de comunicatii, indicatori de trafic (in pachete si biti/s), de incarcare si de timp de acces.

Pentru a completa ideea de la care am pornit – aceea de retea de putere, statiile de lucru alese pentru aceasta miniretea sunt statii grafice IBM si HP.

Modelul pe care l-am generat neavand intentia de studiu real, nu am completat structura decat pentru unul dintre cele cinci laboratoare care apar pe planul general.

De asemenea structura de dotare si arhitectura a acestuia este demonstrativa neurmarind decat sa arate comportamentul in timpul simularii al diverselor arhitecturi de retea cunoscute. Astfel jumatate dintre statiile de lucru considerate au fost legate dupa o topologie stea iar celelalte dupa o topologie magistrala. Fiecare dintre cele doua jumatati a fost conectata cu ajutorul unui hub (s-au folosit cat mai mult echipamente diferite unul de celalalt pentru a vedea si interactiunile intre echipamente produse de diverse firme) la un switch central care facea mai departe legatura la router-ul corespunzator cladirii.

Statiile de lucru folosite au fost ceva mai modeste decat cele folosite pentru administrare dar au fost tot statii de mare viteza (masini RISC) produse de Acer si IBM.

E de remarcat ca in interiorul unei retele locale redundanta nu se mai poate realiza la modul cum am realizat-o pentru comunicatiile inter-retele astfel incat, la modelare, in functie de cat de critic a fost ales punctul in care s-a simulat o defectiune, functionarea retelei a fost intotdeauna afectata total sau partial. Acelasi lucru este valabil si pentru modelul de retea imaginat pentru administrare si in general cam pentru orice model de retea locala.

Dupa ce am terminat procesul de constructie la retelei imaginate, am trecut la alocarea de necesitati de trafic pentru fiecare dintre statii si retele.

In imaginile de mai jos pot fi vazute diverse aspecte din timpul simularii. Pachetele de date sunt reprezentate sub forma de patratele plimbandu-se pe firele de comunicatii. Punctele de ruptura si pachetele esuate sunt reprezentate sub forma stele neregulate pe firele de comunicatii si respectiv pe echipamentele carora le apartin pachetele pierdute.

Toate etichetele si indicatoarele grafice reprezinta performantele si incarcarea retelei in timp real.

Se observa ca structura retelei, pe planul general, este foarte putin incarcata. Se spune ca aceasta retea a fost supradimensionata.

Singura subretea care are necesitati ceva mai mari de trafic in acest moment al simularii este reteaua administrarii pe cand diverse fire de comunicatii nici macar nu sint folosite.

Sa vedem cum arata situatia si pentru traficul la nivelul subretelelor:

In subreteaua de administrare intalnim o situatie interesanta si anume, desi traficul tranzitat nu are un volum foarte mare, incep sa apara pachete pierdute (stelele afisate pe pictogramele hub-urilor inteligente. Asta ar putea insemna ca exista o problema de conceptie in cazul acestei retele (probabil punctele respective sunt “puncte inguste”).

Sa vedem mai departe care este situatia in reteaua laboratorului pe care l-am construit

Traficul este de asemenea destul de ridicat ca si cel din reteaua de administrare (fara ca acest lucru sa insemne si un trafic mai ridicat cu exteriorul, asa cum am vazut din planul general).

Se observa ca posturile 1,2 si 3 genereaza un trafic ceva mai mare decat celelalte. Acest lucru provine din setarile date acestor statii in cursul constructiei modelului.

E de retinut ca pot fi modificate oricand necesitatile de trafic ale turor componentelor modelului.

Dupa ce am vizualizat comportamentul modelului in conditii normale de functionare a retelei au urmat o serie de teste bazate pe conditii “ce s-ar intimpla daca”.

Am incercat pe rand rupturi in diverse puncte ale retelei si in special rezultatele producerilor de rupturi in zona centrala de comunicatie (in care redundanta permite un numar mare de defecte fara sa duca la perturbarea functionarii retelei). Se pare ca structura centrala de comunicatii a capatat datorita redundantei si capacitati de redirectionare automata a traficului in caz de probleme sau supraaglomerare, capacitati care nu fusesera intenionat prevazute in proiectul initial.

Alte conditii interesante de simulare au fost cele in care am crescut gradat necesitatile de trafic pentru unul sau mai multe echipamente din una sau mai multe retele pana la atingerea unor stari limita.

O imagine interesanta asupra comportamentului retelei centrale poate fi vazuta ceva mai jos. Liniile de trafic intrerupte au fost marcate cu stele neregulate. Pot fi observate liniile de trafic redirectionate si cresterea de trafic pe liniile neintrerupte.

Considerații finale

Desi modelul propus ca si aplicatie practica nu a avut o complexitate deosebita, putem spune ca am demonstrat pe deplin abilitatile programelor de modelare a retelelor si necesitatea folosirii lor atat in cadrul proceselor de proiectare a retelelor cat si in cadrul celor de diagnosticare ca pe un instrument deosebit de folositor.

Aparitia relativ recenta a acestui tip de programe ne face sa credem ca se vor inregistra rapid si alte progrese in acest domeniu.

Bibliografie

*** – High Performance Networking Unleashed – Macmillan Computer Publishing

*** – Upgrading and repairing networks – Macmillan Computer Publishing

*** – Building an intranet with Windows NT 4.0 – Macmillan Computer Publishing

*** – Intranets Unleashed – Macmillan Computer Publishing

*** – The Intranet advantage – Macmillan Computer Publishing

*** – CHIP – Vogel Publishing Brașov, nr. 1-12/1999, 1-12/2000, 1-2/2001

*** – PC World – International Data Group, nr. 1-12/1999, 1-12/2000, 1-2/2001

*** – PC Report – Computer Press Agora, nr. 75-100

*** – PC Magazine – Ziff-Davis Inc., nr. 28-30