Componentele reţelei de

calculatoare

Noţiuni elementare

• Care sunt elementele esenţiale oricãrei reţele?

• Elementele unei comunicãri sunt:Emiţãtor – cel care iniţiazã comunicaţia;Receptor – cel care participã la comunicaţie;Canal – mediu de transmisie;Masaj – informaţiile efective.

Sursã Encodor Transmiţãtor Canal Receptor Decodor Destinaţie

Ce este o re ea de calculatoare? ț

• Sistem de interconectare a mai multor sisteme de calcul • Conexiunea între componentele unui calculator se realizează

prin magistrale (circuite electrice pe placa de bază) și chipset-uri

• Conexiunea între sisteme de calcul diferite se realizează prin intermediul unor dispozitive (plăci de rețea, switch-uri, rutere) și a unor medii de comunicație (cabluri electrice, fibră optică)

Componentele reţeleiEchipamentele;Mediul de transmisie;Serviciile: paratajare de fişiere, comunicaţie, e-mail, video streaming

Echipamentele: -Echipamentele terminale sunt de obicei controlate direct de utilizator. Reprezintã de obicei fie sursa, fie destinaţia unei comunicaţii pe reţea.Exemple: computerele (staţii de lucru, laptopuri, servere de fişiere, servere web), imprimante, telefoane VoIP, camere de securitate, PDA-uri, camere video.

-Echipamentele intermediare faciliteazã comunicaţia între echipamentele terminale. Procesele ce ruleazã pe echipamentele intermediare:-Iau decizii legate de calea pe care urmeazã sã transmitã datele;-Redirecţionezã fluxul de date pe cãi alternative, în cazul cãderii unei legãturi-Regenereazã şi retransmit semnalele;-Permit sau împiedicã fluxul de date conform setãrilor de securitate.Exemple: router, switch, AP Wireless, firewall.

Componentele necesare construirii unei reţele

1. Placa de rețea

2. Cabluri de rețea și conectori

3. Repetor

4. Bridge (punte) și Switch 5. Router (repartitor)

6. Modem ASDL și modem de cablu

7. Wireless access point (Punct de acces fără fir), reţele

fără cabluri

8. Interconectarea echipamentelor în rețea

Placa de reţea• Placa de reţea funcţionează ca interfaţă fizică între

calculator şi cablul de reţea.

• După ce placa de reţea a fost instalată la unul dintre sloturile de expansiune, se conectează cablul de reţea (placa de reţea Wireless nu necesită folosirea cablului de reţea).

• Rolul placii de reţea:

1. Pregăteşte datele din calculator pentru a fi transmise prin cablul de reţea

2. Transmite datele către alte calculatoare 3. Controlează fluxul de date dintre calculator şi cablul de

reţea

Placa de reţea• O placă de reţea conţine circuite electronice (hardware) şi

programe păstrate în memorii protejate la scriere.• Aceste circuite şi programe împreună implementează funcţiile

nivelului de legătură de date al modelului OSI.• Fiecare placă de reţea are propria sa adresă MAC (Media

Access Control address) pentru scopuri de identificare în reţea.

• Tipuri de plăci de rețea:a) Placă de reţea wired – ca purtător de date foloseşte semnale

electronice prin cablu de reţea, corespunzător arhitecturii de reţea.

b) Placă de reţea wireless – ca purtător de date foloseşte unde radio.

• Pentru transmiterea şi recepţia datelor în reţea se foloseşte antenă.

Componentele reţeleiMediile de transmisie au ca principalã unitate de organizare a datelor biţii. Biţii, pentru a fi transmişi printr-un canal de comunicaţie, au nevoie de un mediu fizic.

Alegerea mediului de transmisie ia în calcul:- distanţa maximã între douã puncte din reţea - interfaţa din mediu- cantitatea de informaţii ce trebuie transmisã- costul implementãrii.

Exemple: Cupru:-Cablu coaxial: folosit pânã la jumãtatea anilor ’90-Cabul torsadat: STP/FTP şi UDP, transferul de date la pânã 100m

Fibrã opticã:-Multimod: permite transmisia informaţiei prin reflexie în pereţii “core”-ului-Monomod: permite transmisia informaţiei fãrã reflexie, fapt care permite distanţe mai mari de transmisie decât cea multimod.

Undele electromagnetice: wireless •Unde radio – comunicații multicast: radio si televiziune •Microunde – comunicații unicast: telefoane mobile, reţele de sateliţi, Wireless LAN •Infraroșii – transmisii pe distanță scurtă

Cabluri de re eaț

• Majoritatea retelelor actuale sunt conectate prin fire sau cabluri, care actioneaza ca mediu fizic de transmisie in retea, transportând semnalele intre calculatoare.

• Majoritatea tipurilor de retele folosesc doar trei mari categoriide cabluri:a) Coaxialb) Torsadat c) Fibra optica

Ruter - switch• În timp ce un switch conectează segmente ale unei reţele,

Routerele interconectează mai multe reţele.

• O reţea complexă necesită un dispozitiv care nu doar recunoaşte adresa fiecărui segment, ci determină şi cea mai bună cale (rută) pentru transmiterea datelor şi filtrarea traficului de difuzare pe segmentul local.

• Switch-urile folosesc adresele MAC pentru a transmite un cadru în interiorul unei reţele.

• Routerele folosesc adrese IP pentru a transmite cadrele către alte reţele.

• Pentru a putea trimite eficient un pachet de date către destinaţie, este nevoie să se cunoască “topologia” reţelei de comunicaţie .

• Acest lucru este realizat prin intermediul protocoalelor de rutare.

• Routerele schimbă permanent între ele informaţii despre topologia reţelei.

Ruter• Un router poate fi un calculator care are instalat un software special

sau poate fi un echipament special conceput de producătorii de echipamente de reţea

• Routerele conţin tabele de rutare cu adrese IP împreună cu căile optime către alte reţele destinaţie

• Rolul unui router

• 1. Determină adresa de destinaţie a pachetelor pe care le primeşte cu ajutorul unor tabele de rutare, care conţin următoarele informaţii:

a)Toate adresele cunoscute din reţea

b)Modul de conectare la o altă reţea

c) Căile (rutele) posibile între routere

d)Costul transmiterii datelor pe aceste căi

• 2. Pe baza costului şi a căilor disponibile, routerul alege cea mai bună cale de transmitere a datelor şi transmite datele spre destinaţie.

Dispozitive de reţea

• Un ruter este un dispozitiv care conecteazã douã sau mai multe reţele fie ele LAN-uri sau WAN-uri.

• Ruterele sunt echipamente indispensabile din cadrul unei reţele. În funcţie de domeniul în care sunt utilizate ele pot fi împãrţite în trei categorii: individuale, pentru companii şi pentru reţele de telecomunicaţii.

• Ruterele pentru companii se împart în trei subnivele:- Rutere de nivel acces – oferã lãţime de bandã divizatã între

utilizatori şi filtrare la nivelul 2 al stivei OSI.- Rutere de nivel distribuţie – agregã traficul de la mai multe

rutere de acces, cãtre nodul central al reţelei companiei- Rutere de core – trebuie sã asigure rutarea cu cea mai mare

vitezã a pachetelor, realizând legãtura cu exteriorul

Alegerea echipamentelor - Ruter

• O primã caracteristicã este performanţa exprimatã prin numãrul de pachete transmise pe secundã.

• Posibilitatea de upgrade este un alt factor ce diferenţiazã modelele, referindu-se în principal la memoria RAM şi Flash.

• Expandabilitatea aduce în prim plan o altã diferenţiere a echipamnetelor în funcţie de capacitatea şi numãrul de interfeţe pe care le poate suporta un ruter.

Switch

• Un switch este un dispozitiv care realizeazã conexiunea diferitelor segmente de reţea pa baza adreselor MAC. În cadrul unei reţele switch-ul are drept scop eliminarea coliziunilor şi determinarea unei cãi între sursã şi destinaţie.

• Clasificarea switch-urilor se poate face pe baza a douã criterii:- Dupã formã: montabile în rack-uri şi nemontabile;- Dupã posibilitatea de configurare: neconfigurabile şi configurabile.

• Un switch permite transportul semnalului pe o distanţă mai mare. • De obicei un switch conţine mai multe porturi. • Pe aceste porturi putem conecta calculatoare sau alte echipamente de reţea

cu ajutorul cablurilor de reţea.• Un switch menţine o tabelă cu adresele MAC al calculatoarelor care sunt

conectate la fiecare port.

Rolul unui switch

• 1. Verificarea adresei de sursă şi de destinaţie a fiecărui pachet care soseşte pe unul dintre porturi.

• 2. Transferul pachetelor mai departe în modul următor: dacă destinaţia apare în tabela de rutare, switch-ul transferă pachetele spre segmentul (portul) respectiv, dacă destinaţia nu se regăseşte în tabela de rutare, switch-ul transmite pachetele către toate segmentele

(porturile).

Alegerea echipamentelor - Switch

• În funcţie de gradul de securitate, gradul de utilizare şi viteza reţelei locale echipamentele sunt alese astfel:

- În cazul în care nu se doreşte o filtrare a pachetelor la nivel hardware se poate alege un ruter

- Dacã în reţea se doreşte împãrţirea pe departamente se poate alege un switch de nivel 3, care are ca facilitate rutarea pachetelor

- Alegerea echipamentelor se realizeazã dupã ce design-ul a fost construit, şi accentul este pus pe securitatea informaţiilor.

Alegerea echipamentelor - switch• În cadrul reţelelor actuale, switch-urile sunt bazate pe protocolul

Ethernet şi suportã fie 10MB, 100MB şi 1000MB, însã ultima generaţie de switch-uri poate suporta pânã la 10 GB/s.

• Switch-urile se pot conecta şi în reţele ce suportã ATM sau Wireless. • Managementul este o altã caracteristicã de selecţie, el fiind

dependent direct de sistemul de operare şi serviciile pe care un switch le oferã:

- VLAN posibilitatea de a împãrţii o reţea fizicã în mai multe subreţele logice;

- Static MAC Forwarding stabilirea unei adrese MAC ce poate accesa un anumit port

- Link Aggregation – presupune gruparea unor porturi fizice într-unul logic de capacitate mai mare

- Port Security – permite doar pachetelor cu adresa MAC staticã configuratã sã treacã prin switch.

Repetor• Pe măsură ce semnalul traversează cablul, el se

degradează şi se distorsionează (atenuează).

• În cazul în care cablul este destul de lung, atenuarea devine destul de mare, datele vor deveni necunoscute împiedicând comunicarea în reţea.

• Un repetor (Fig.3.1) permite transportul semnalului pe o distanţă mai mare.

Bridge• Un bridge (fig.4.1) este un echipament folosit pentru a

filtra traficul de reţea între segmentele unui LAN.

• Bridge-ul are două porturi prin care se conectează la două cabluri de reţea.

• Bridge-urile păstrează în memorie informaţii despre toate echipamentele aflate pe fiecare segment cu care sunt conectate.

• Un bridge poate avea doar două porturi, conectând două segmente ale aceleiaşi reţele.

Modem DSL (Digital Subscriber Line)

• Un modem DSL (Digital Subscriber Line) este un echipament care face posibil conectarea unui calculator sau router la o linie telefonică digitală DSL pentru scopul folosirii unui serviciu ADSL .

• Un astfel de modem ADSL poate fi folosit în scopul conectării la internet, acasă sau la birou şi de obicei conţine şi un firewall pentru protejarea reţelei LAN şi a calculatoarelor.

• Ca şi un modem obişnuit şi modemul DSL este un transceiver ( transmiţător - receptor).

• Cu ajutorul acestui echipament putem să conectăm un calculator, sau o reţea LAN la internet.

• Pentru conectarea unui modem DSL cu calculatorul, putem folosi o conexiune prin USB sau Ethernet.

Modemul de cablu• Un modem de cablu este folosit pentru conectarea unui calculator

sau a unei reţele la internet.• Modemul de cablu foloseşte reţeaua companiei de televiziune prin

cablu.• Toate modemurile de cablu conţin: un tuner, un demodulator, un

modulator, un dispozitiv de control al accesului la mediu (MAC) si un microprocesor.

• Pentru conectarea unui modem de cablu la calculator, putem folosi conexiunea prin USB sau Ethernet.

Avantajele re elelor de calculatoareț

Dimensiunea fizică a unei re ele ț

TIPURI DE REŢELE: LAN, MAN, WAN • Reţelele pot fi clasificate dupã: aria geograficã pe care se întind,

numãrul de utilizatori, tipuri de servicii asigurate.

LAN (Local Area Network) Arie geograficã restrânsã

MAN (Metropolitan Area Network) Rar întâlnite în reţelele actuale

Acoperã o suprafaţã de dimensiunea unui oraş

WAN (Wide Area Network) Arie geograficã mare

Internet

• InternetworkInterconectarea unui numãr mare de reţele publice pe o arie globalã

• IntranetInterconectarea unor reţele private cu acces restricţionat pe o arie

globalã

• InternetEste cea mai mare reţea globalã aflatã într-o continuã creştere

Dispozitive de re ea ț

• Placă de rețea – network card, network adapter, NIC (Network Interface Controller)

–Permite sistemului să comunice cu un altul aflat în aceeași rețea

• Repetor – folosit pentru regenerarea și amplificarea semnalului

• Switch – folosit pentru interconectarea sistemelor de calcul dintr-o rețea (topologie stea)

• Ruter – folosit pentru interconectarea mai multor rețele de calculatoare (LAN); folosit în WAN

Dispozitive de re ea - imagine ț

Interfa a de re ea ț ț

• Network interface se referă la un punct de comunicație cu o rețea de calculatoare (o placă de rețea, un port al unui dispozitiv avansat de rețea)

• Un calculator cu o placă de rețea are o singură interfață de rețea; un calculator cu două plăci are două interfețe

• Un switch/ruter are mai multe interfețe de rețea – mai multe porturi de comunicație

• Interfață de rețea

• –configurarea unei plăci de rețea sau a unui port al unui ruter se numește “configurarea unei interfețe”

–pe un sistem Unix/Linux, interfețele de plăci de rețea Ethernet sunt denumite eth0, eth1, etc.

–o interfață virtuală denumită interfață de loopback este folosită pentru a referi stația curentă ca și cum aceasta s-ar afla într-o rețea (deși aceasta nu există fizic)