Rețele de calculatoare și arhitectura Internetului

Re ele de calculatoare i arhitectura Internetului

O re ea de calculatoare reprezinta un ansamblu de calculatoare interconectate prin intermediul unor medii de comunica ie in scopul utilizarii in comun de catre un numar foarte mare de utilizatori a resurselor fizice i logice asociate calculatoarelor din re ea.

O re ea (network), in limbaj informatic, reprezinta modul in care doua sau mai multe calculatoare se pot conecta.

Intr-o re ea, utilizatorii pot partaja resurse hardware i software; resurse software: programe, aplica ii, baze de date etc, resurse harware: pot accesa aceea i imprimanta sau modem.

Avantaje ale utilizarii re elelor de calculatoare:

Partajarea resurselor unita ii centrale;

Comunicare i schimb de informa ii intre utilizatori la nivel local, regional sau mondial;

Acces direct la resurse fizice i logice

Pastrarea programelor i fi ierelor intr-o singura copie i utilizarea lor de catre orice utilizator cu drept de acces;

Sistem de protec ie a fi ierelor i programelor;

Utilizarea simultana a bazelor de date de catre mai mul i utilizatori.

Tipuri de re ele de calculatoare:

Dupa numarul sta iilor de lucru i dupa aria lor de raspandire:

Ø     Re ele locale (LAN - Local Area Networks) - la nivelul unei cladiri sau al unui grup de cladiri, avand distan a intre sta iile de lucru de 10 - 1000 m;

Ø     Re ele metropolitane (MAN - Metropolitan Area Networks) - la nivelul unui ora , avand distan a intre sta iile de lucru de ordinul kilometrilor;

Ø     Re ele regionale/mondiale (WAN - Wide Area Networks) - la nivelul unei regiuni sau la nivel mondial, avand distan a intre sta iile de lucru de ordinul miilor de kilometrii;

Ø     Re ele publice (PDN - Public Data Networks) - la nivelul unei regiuni sau la nivel mondial i au acces la diverse re ele locale, de ex:

INTERNET (e-mail, po ta electronica, WWWW -World Wide Web),

USENET i EUNET (po ta electronica i circula ia tirilor);

CSNET i ARPANET (cercetare tiin ifica);

BITNET (informatii din diverse domenii).

Dupa tipul de utilizatori tinta, exista 3 tipuri de retele:

Internet

Intranet = este o rețea privata dintr-o companies au instituție care ofera angajatilor posibilitatea de a organiza si accesa rapid informatii, de a realiza o colaborare eficienta, managementul informatiilor, cunostintelor, proiectelor, intr-un mediu bazat pe protocoluri Internet si browsere web. (nu este obligatoriu sa fie conectata la rețeaua Internet.)

Extranet = o extensie a re elei Intranet, care folose te tehnologia Internet pentru a conecta intre ele, re ele private Intranet ale unor organiza ii care doresc sa colaboreze pentru a partaja resurse.

Conectarea la nivel fizic, intre calculatoare, se face in general prin 3 mijloace:

a)     Cablul de cupru - este cel mai folosit mediu de conectare a calculatoarelor sau echipamentelor de re ea. Avantaje: pre scazut i viteza destul de mare pe care o poate asigura transmisiilor de date;

b)    Fibra optica - tehnologie destul de recenta i permite ob inerea unor capacita i mult mai mari pentru transmiterea datelor informatice. Fiind inca destul de scumpa i dificil de manevrat i conectat, fibra optica nu este folosita pentru conectarea echipamentelor din interiorul LAN - urilor, insa este folosita in special in crearea infrastructurilor furnizorilor de servicii de Internet, unde cerin ele de performan a i securitate sunt mai mari decat cele legate de pre

c)     Wireless LAN (retea fara fir) - cunoscuta i sub denumirile de WLAN, 802.11 sau WiFi este cea mai recenta metoda de conectare. Componenta principala este un echipament care se nume te Punct de Acces. El este un releu care emite i recepteaza unde radio catre, respectiv, de la dispozitivele din raza sa de ac iune. Cu toate avantajele pe care le ofera, o re ea wireless, este cea mai expusa din punct de vedere al interceptarii neautorizate. La nivelul fizic, oricine poate intercepta i accesa o re ea fara fir.

Tipologii de re ele de calculatoare

Magistrala  (Bus Network) - este unul dintre cele mai raspandite tipuri de re ea i este caracterizata printr-o fiabilitate sporita i viteza mare de transmisie. Magistrala folose te un cablu care conecteaza toate calculatoarele intr-o singura linie. Fiecare calculator dispune de o placa de re ea prevazuta cu o punte de legatura cu ajutorul careia se conecteaza la cablu. Cand un calculator emite un semnal in re ea, acesta trece pe la fiecare dispozitiv i este recep ionat de catre calculatorul destina ie.

Inel (Ring Network) - numele este dat de forma circulara pe care o descrie semnalul (capetele cablului fiind conectate). Semnalul emis parcurge cablul intr-o singura direc ie, fiind amplificat de fiecare calculator prin care trece;

Stea (Star Network) - acest tip de re ea are doua elemente principale: terminalele i concentratorul (hub). Acesta este dispozitivul care permite trecerea i amplificarea semnalului intre terminalele re elei. Concentratorul este punctul central al re elei, supravegheaza traficul in re ea i dirijeaza semnalele direct la calculatorul destina ie.

Evolu ia INTERNETLUI

INTERNETUL = re ea gigantica de re ele de calculatoare raspandita la nivel la nivel mondial i care inglobeaza diverse produse hardware i software ce gestioneaza o mare colec ie de baze de date ce con in informa ii i servicii de toate tipurile, acestea fiind accesibile de la orice calculator conectat la re ea in orice loc i la orice moment.

In anul 1968 a aparut ideea interconectarii unui numar mare de calculatoare, pe teritoriul SUA, in scopul cooperarii dintre universita i i departamente militare in cadrul unor proiecte comune. Astfel, au luat fiin a:

ARPANET = re ea de calculatoare pentru cercetari in beneficiul guvernului SUA

MILNET = re ea de calculatoare pentru cercetari in domeniul militar i de aparare

In 1975, s-a realizat standardizarea unor protocoale (limbaje de comunicare intre calculatoarele interconectate), ob inandu-se standardul TCP/IP (Transmission Control Protocol / Internet Protocol) utilizat pentru legarea in re ea a calculatoarelor.

Arhitectura client / server

Reprezinta principiul de func ionare al unei re ele de calculatoare.

Serverul (calculatorul central) - ofera acces la o anumita resursa de sistem.

Clientul (calculatorul de lucru, workstation, sta ie de lucru) - solicita accesul, o cerere catre serverul de re ea.

Internetul i majoritatea re elelor de calculatoare, folosesc principiul client / server. Procesul de transfer a fi ierelor de pe server pe client poarta numele de download, iar cel invers de upload.

Func ionarea re elei Internet se realizeaza prin intermediul unor noduri sau servere, numite furnizori de servicii de Internet ISP (Internet Service Provider).

Servicii oferite de re eaua Internet:

     Telnet - limbaj de comunica ie in re ea;

     E -mail (Electronic Mail) - po ta electronica;

     FTP (File Transfer Protocol) - transfer de fi iere;

     HTTP (Hyper Text Transfer Protocol) - protocol de transfer prin hipertext

     WWW (World Wide Web) - sistem de cautare i vizualizare;

     Gopher - explorare baze de date;

     Archie - cautarea fi ierelor in re eaua Internet;

     WAIS (Wide Area Information Server) - cautarea i extragerea informa iilor.

     Liste de discu ii, chat (discu ii in timp real), mesagerie rapida etc.

Func iile principale ale mediului Internet:

Localizare i cautare (fi iere, adrese, etc.);

Comunicare / transfer (fi iere, pachete de date, etc.);

Prelucrarea datelor

Protec ia informa iilor i opera iilor (accesul cu parola, drepturi utilizare)

Protocoale de comunica ii

Transferul informa iilor in mediul Internet se realizeaza prin pachete de date sau colec ii de date.

Un protocol = un set de reguli i conven ii prin care utilizatorii pot comunica intre ei utilizand re eaua Internet.

Un protocol de comunica ie reprezinta astfel un set de reguli de transmitere a datelor. Mediul Internet cuprinde un set de protocoale de re ea prin intermediul carora diferite calculatoare conectate la re eaua Internet pot comunica intre ele.

In prezent, majoritatea re elelor conectate la Internet func ioneaza cu protocolul TCP/IP alcatuit din urmatoarele protocoale:

TCP (Transmission Control Protocol) - define te modalitatea prin care informa iile sunt despar ite in pachete i transmise prin Internet;

IP (Internet Protocol) - Calculatoare speciale numite routere folosesc Internet Protocol pentru a transfera bi ii de informa ie prin Internet. Fiecare pachet con ine o adresa IP a calculatorului care l-a trimis i a calculatorului spre care este trimis. O adresa IP reprezinta numele unic al unui calculator pe care-l recunosc celelalte calculatoare din Internet. Adresele IP sunt formate din patru numere, separate prin puncte, cu valori intre 0 - 256(= 2⁸). Ex:

DNS (Domain Name Server)- transforma adresele IP in nume de domeniu. Cele mai cunoscute domenii sunt:

Com - societa i i companii comerciale

Edu - organiza ii educa ionale

Gov - organiza ii guvernamentale

Mil - organiza ii militare

Org - alte organiza ii

Int - organiza ii interna ionale

Net - diverse resurse pentru re eaua Internet

Comunicarea prin Internet

Serviciile de interconectare sunt sisteme care ofera facilita i moderne pentru comunicarea in re ea. Instrumentele folosite de Internet sunt:

• Telnet - modalitatea de conectare la distan a, adica accesarea unui server la care utilizatorul are un cont sau a unui server la care utilizatorul se poate conecta printr-un login cunoscut cu sau fara parola i care ofera posibilitatea utilizatorului sa consulte biblioteci, baze de date, etc;
• E-mail (Electronic Mail) - po ta electronica. Pentru a trimite i respectiv, a primi mesaje electronice sunt folosite mai multe protocoale. Dintre cele mai cunoscute fac parte SMTP (Simple Mail Transfer Protocol - pentru transferul mesajelor de la expeditor la server i intre servere ), POP3 (Post Office Protocol - pentru primirea po tei) i IMAP (Internet Message Access Protocol - o varianta imbunata ita a POP3).
• Use Net - faciliteaza comunicarea cu al i utilizatori prin intermediul grupelor de discu ii;
• Internet Relay Chat (IRC) - folosit pentru conversa ii in direct, pentru participarea la conferin e video i audio prin Internet;
• FTP (File Transfer Protocol) - transfer de fi iere;
• HTTP (Hyper Text Transfer Protocol) - protocol de transfer a fi ierelor prin hipertext;
• WWW (World Wide Web) - serviciu de vizualizare i cautare a informa iilor de pe Internet;
• Gopher - explorarea bazelor de date;
• Archie - cautarea fi ierelor in re eaua Internet;
• WAIS (Wide Area Information Server ) - cautarea i extragerea informa iilor.

Alte no iuni utile:

o      O pagina web = sistem de fi iere de tip .html, .htm, .gif, .jpeg, .zip, .wav, .mid, etc in format hipertext ce formeaza pagini de conectare in re eaua WWW.

o      HTML (Hiper Text Markup Laguage) - limbaj de marcare prin hipertext = limbajul de creare al paginilor web

o      http (Hiper Text Transfer Protocol) - protocol care permite accesarea paginilor web cu ajutorul unui browser

o      Browser - program de interpretare a limbajului HTML i afi are corespunzatoare a informa iilor de pe Internet, "navigare pe Internet". Exemple: Internet Explorer, Netscape Navigator, Opera, Mozilla etc

o      Motor de cautare - soft cu facilita i de cautare a informa iei. Exemple: Gooooooogle, MSN, Yahoo, Alta Vista, Lycos, InfoSeek, HotBot etc.

o      URL (Uniforme Resource Locator) - loca ie uniforma de resurse, adica adresa unui site web. Exemplu:

Protocol://domeniu gazda/cale fi ier adica https://www.uvt.ro/math.html

• ISP ( Internet Service Provider ) - firma furnizoare de servicii de Internet