Structura retelelor de calculatoare - internet

Structura retelelor de calculatoare - internet

Sa consideram ca doua calculatoare identice avind fiecare ace1asi hardware si ace1asi software), fiecare avand cate o interfata de retea si software de retea. sunt legate intre ele printr-un mediu oarecare de comunicatie: cablul coaxial, doua fire rasucite, cablu optic, legatura radio terestra sau prin satelit, etc. (vezi figura. 1.3). Numim 'host' calculatorul la care sunt asignati mai multi utilizatori.

Figura 1.3. Cea mai simpla legatura de retea intre doua 'host'-uri

Pentru a evita confuzia cu alte retele (engl. 'netware') existente sa numim aceasta retea nou creata 'Net1'. Din punctul de vedere atat al retelei cat si al utilizatorului trebuie sa se faca o distinctie intre cele doua calculatoare. Deoarece in retea calculatoarele trebuie sa se recunoasca intre ele, fiecaruia i se atribuie un numar (adresa ip), deoarece calculatoarele lucreaza mai unor cu numere. Utilizatorul uman are insa probleme in retinerea numerelor cu multe cifre. Lui ii e mai comod sa lucreze cu nume. De aceea fiecarui calculator i se atribuie si un nume.

Sa atribuim primului calculator al retelei noastre numarul 1 si numele Alfa, iar celui de al doilea calculator numarul 2 si numele Beta. In felul acesta informatia transmisa prin retea va avea un punct de plecare (numele si adresa expeditorului) si un punct de destinatie (numele si adresa destinatarului).

In momentul in care un 'host' este pornit, el se identifica altor host'-uri din retea comunicandu-le ca este pornit si este gata sa primeasca mesaje ce au ca adresa numarul de host atribuit lui. Fiecare calculator din retea are propria interfata de retea care asteapta si identifica mesajele ce ii revin. Mesajele identificate sunt transmise spre prelucrare calculatorului.

O retea poate fi organizata in doua moduri:

1 Modelul pereche (peer to peer model). In acest mod fiecare calculator din retea are acelasi rol si resursele sale (hardware si software) sunt oferite tuturor celorlalte calculatoare. Intr-un astfel de model resursele retelei reprezinta reuniunea resurselor fiecarui calculator in parte. Modelul este atragator, dar numai pentru retelele mici, deoarece la oprirea sau defectarea unui calculator resursele oferite de el dispar din retea.

Figura 1.4 0 retea locala organizata dupa modelul client-server

Daca in reteaua Net1, calculatorul Alfa are writer DVD, hard-disk de 120G si imprimanta cu jet de cemeala, iar calculatorul Beta are streamer, hard-disc de 200G si imprimanta laser, utilizatorul unuia din cele doua calculatoare are acces la writer-ul DVD, la streamer, la cele doua imprimante si la programele inmagazinate pe cele doua hard-discuri. Trebuie observat faptul ca nu se pot memora programe si date diferite pe intreg spatiul oferit de cele doua hard-discuri, deoarece pe fiecare calculator trebuie sa existe programul de retea care sa faca posibila comunicarea. Prin softul de retea model pereche Alfa poate cere un fisier ce se afla memorat pe hard-discul calculatorului Beta. Presupunand ca Alfa are autorizat accesul la acel fisier, Beta ii livreaza prin intermediul softului de retea.

O asemenea structura de retea are avantajul conexiunilor rapide si sigure intre fiecare dintre calculatoarele retelei, dar presupune o "jungla" de fire care la aparitia unor defectiuni (contacte proaste) reprezinta un cosmar pentru depanatori.

Varianta imbunatatita a acestei arhitecturi presupune utilizarea unui dispozitiv special de interconectare denumit switch. Acesta contine o matrice de relee ce asigura interconectarea reciproca a tuturor calculatoarelor si reduce "cablaraia".

2. Modelul client server. Este modelul preferat in cazul retelelor de dimensiuni mari. In acesta configuratie resursele sunt concentrate in calculatoare putemice numite servere. (figura 1.4)

Serverele sunt calculatoare de viteza mare si ofera celorlalte calculatoare din retea (numite clienti) spatiu de memorare si periferice (imprimante, CD/DVD-RW, modemuri, etc.). La inceputul dezvoltarii retelelor de calculatoare era recomandat ca pe post de server sa se utilizeze un workstation. Utilizatorul are cont pe server cu anumite drepturi si restrictii de acces la resursele serverului. La resursele atribuite lui, utilizatorul are acces de pe orice calculator din retea. Supravegherea retelei si acordarea conturilor si drepturilor pentru utilizatori este sarcina unui administrator de retea.

Tipurile de programe ce ruleaza pe cele doua tipuri de calculatoare sunt diferite; pe server ruleaza 'programe server' prin care se ofera accesul prin retea la servicii, iar pe calculatoarele client ruleaza 'programe client' prin care se comunica cu 'programele server'. Avantajele sistemului client sever sunt;

La scara intregii retele se face economie de resurse fiindca acestea se gasesc numai in jurul serverului. Accesul la resurse este implicit intre toti clientii aflati in retea;

Administrarea retelei este usoara intrucat toate conturile utilizatorilor se gasesc concentrate pe un singur calculator;

In caz de avarie, pornirea sistemului este mai simpla, deoarece se face dintr-un singur loc si acela este de regula supravegheat de administratorul de retea. Pomirea clientilor nu reclama manevre complicate deoarece acestia au o configurare minimala, de tip terminal (cel mai adesea: procesor cu ceva memorie RAM si placi de intrare/iesire pentru mouse, pentru un disc flexibil, video ,monitor si tastatura). Desigur, defectarea serverului duce la scoaterera din functiune a intregii retele;

Clientii nu trebuie sa aiba grija unor resurse locale, de care altii se folosesc. De fapt, clientul are impresia ca lucreaza singur la un calculator cu proprietati apropiate de cele ale serverului.

In Net1, presupunem ca apare un al treilea calculator cu numarul 3 si cu numele Gama, dotat cu imprimanta, hard-disc de 260G pe care sunt instalate programe de aplicatii in directorul 'Public', DVD RW si streamer si pe care s-a instalat programul server ce are licenta pentru un anumit numar de clienti. Calculatoarele Alfa si Beta au memorie RAM si ROM de bootare (pornire), dar nu au hard-disk-uri mari, iar ca dispozitive de periferice au monitor, tastatura, CD si unitati de disk flexibil de 3,5". Toate cele trei calculatoare au placi de retea si sunt legate intre ele printr-un mediu de comunicare. Este de observat ca independent unul de altul, atat Alfa cat si Beta au acces la toate resursele oferite de Gamma. El este in grija administratorului de retea, care deschide si inchide conturi pentru utilizatori si totodata acorda drepturi si restrictii pentru utilizatori. Spre exemplu, unii utilizatori au doar dreptul de citire din directorul 'Public' pentru a nu altera programele aflate acolo. In schimb au dreptul de citire si scriere pe CD/DVD si discul flexibil. In felul acesta utilizatorul poate scrie, rula si salva aplicatii proprii. Reteaua astfel realizata are doua posturi de lucru (Alfa si Beta). Cel de-al treilea post, Gamma este numai la dispozitia administratorului de retea (retea cu server dedicat), sau poate fi folosit si de un utilizator obisnuit (retea cu server nededicat).Diferite firme producatoare de soft si-au ales un model de retea pe care incearca sa-l impuna.

Microsoft Windows for Workgroups a ales modelul pereche (peer-to-peer) in care orice post de lucru ofera si poate accesa servicii din retea.

Firma Novell ofera produsul NetWare care este strict organizat dupa modelul client-server. La unele versiuni serverul lucreaza numai in regim dedicat (calculatorul Gamma este doar server nu si client precum Alfa si Beta). Novell promoveaza si produsul Novell's Personal NetWare care este organizat dupa modelul peer-to-peer si care poate inter-opera cu orice produs Novell.

Prin mediu de comunicatie intelegem mediul prin care sunt vehiculate datele. Acesta poate fi format din:

Cabluri de cupru ce se pot intalni sub doua forme; a) pereche de fire izolate si rasucite b) cablu coaxial. Firele de cupru constituie mediul de comunicare predilect pentru retelele locale (LAN= Local Area Network).

Cablu optic, prin care informatia este purtata de catre lumina. Cablul optic are avantajul unei benzi de frecventa mare, a unei viteze de transmisie ridicata, precum si a faptului ca informatia nu este alterata de prezenta campurilor electromagnetice. Este mediul potrivit utilizarii in retele de dimen-siunea unui oras (MAN = Metropolitan Area Network).

Unde radio modulate si legaturi prin satelit. Legaturile prin satelit au avantajul acoperirii unui teritoriu vast. De regula se utilizeaza sateliti geostationari, situati la o inaltime de aproximativ 30 kilometri. Din cauza distantelor mari pe care unda radio trebuie s-o strabata apar intarzieri. Spre exemplu, acceptand ca unda radio se propaga cu viteza luminii strabaterea dus intors a distantei de 30 kilometri, produce o intarziere de:

t(propagare)=60 106/3.108 = 0,2 secunde              (1.)

De regula distantele la legatura prin satelit sunt mai mari.

microunde si legaturi prin relee terestre. Este tipul de legatura ce se raspandeste rapid datorita telefoniei celulare. Microundele se transmit din releu in releu. Fiecare releu are antene de receptie si antene de transmisie . Distanta dintre doua relee este functie de puterea de transmisie si de vizibilitatea directa, deoarece microundele se comporta similar luminii. Practic legatura prin microunde se realizeaza pe distante de 40 50 kilometri.

Se pune problema cate calculatoare pot fi in retea si cum comunica intre ele? Pentru a raspunde la prima intrebare trebuie sa tinem seama ca exista limitari impuse de mediul de transmisie si de numarul de biti pe care se face adresarea, dar si de configuratia de retea aleasa. Daca admitem faptul ca adresa se poate face doar pe 8 biti, atunci inseamna ca numarul maxim de calculatoare in retea este 256.             Configuratia aleasa pentru a le conecta poate fi de tip magistrala ('bus'), inel sau ramificata ('tree') (vezi figura 3.5)

a. b. c.

Figura 1.5. Diferite configuratii pentru retelele locale

a)de tip magistrala b) de tip inel c) ramficata

Cele 256 de calculatoare pot fi legate intre ele utilizandu-se oricare dintre mediile de comunicare descrise mai sus si adoptandu-se oricare dintre configuratiile din figura 1.5. Totusi, la configuratia de tip magistrala, realizata cu cablu coaxial exista 1imitari de lungime , functie de tipul cablului coaxial folosit.

Daca adresa este pe 16 biti, aceasta inseamna ca, din punctul de vedere al adresarii se admite legarea in retea a 2¹⁶=65536 calculatoare. In mod sigur insa apar limitari fizice impuse de mediul de comunicatie.

Un alt tip de limitari a numarului de calculatoare legate intr-o retea locala este cel impus de softul de retea folosit. Odata cu achizitionarea softului de retea se cumpara si un anumit numar de licente pentru posturile de lucru ce se conecteaza in retea.

Sa presupunem acum ca avem doua retele ce folosesc acelasi soft, cu numar acoperitor, fiecare pentru ea, de licente si ca retelele se gasesc in camere alaturate. Dorim sa 1egam cele doua retele intr-una singura, mai mare. Deoarece camerele sunt apropiate, mai mult ca sigur ca nu apar limitari fizice (distorsionarea semnalului, intarzieri mari, pierderi pe cablu) impuse de mediul de comunicatie. Daca, sa spunem, adresarea se face pe 8 biti, iar numarul total de calculatoare nu depaseste 256, s-ar crede ca este suficienta o punte realizata din acelasi cablu ca in cazul celor doua retele. Nu este chiar asa, deoarece apar incurcaturi prin faptul ca pot exista doua calculatoare cu aceeasi adresa. Prin urmare reteaua nou formata trebuie reconfigurata, iar softul de retea trebuie sa aiba un numar de licente acoperitor numarului total de posturi de lucru din noua retea.

Pentru a transmite mesaje de la un calculator la altul, se poate alege una dintre cele doua strategii de comunicare:

Broadcast in care mesajul este transmis tuturor calculatoarelor din retea. Daca mesajul ajunge la un calculator caruia nu-i este adresat, acesta nu-l ia in considerare. Conform denumirii strategiei, exista similitudini cu transmisia programului de radio; un anumit program nu este ascultat decat de cei interesati. Strategia broadcast se aplica in principal in cazul retelelor locale (LAN), deoarece aici se dovedeste eficienta si fiabila.

Unicast, sau punct-la-punct - in care mesajul este transmis unui singur receptor. Procesul este similar cu transmiterea unei scrisori prin posta. Strategia este mai eficienta si numai pentru faptul ca un calculator nu trebuie sa fie atent la toate mesajele vehiculate pe linia de comunicatie. Principalele eforturi se indreapta spre a face trafismisia cat mai eficienta. Tipic, unicast se aplica in retelele de mari dimensiuni (WAN), unde distantele geografice nu permit folosirea unui mediu de comunicatie eficient pentru broadcast.

Este de remarcat faptul ca intre satelitii de comunicatie ce inconjoara Pamantu1 s-a realizat o retea de tip inel in care datele trec de la unul la altul dupa strategia broadcast si folosind ca mediu de transmisie microundele.

Ca o tendinta generala, se poate observa impartirea in tipuri de retele dupa dimensiunea lor geografica (vezi Tabelul 1.1). In categoria circuitelor numerice de prelucrare intra si calculatoarele ce au in paralel multe unitati rapide de procesare si care lucreaza toate sub acelasi program. Sistemele multiprocesor, lucreaza in mare parte independent si comunica intre ele un mare volum de date pe magistrale foarte rapide si de dimensiuni fizice reduse. De la aceasta dimensiune in sus, apare ceea ce se intelege in mod uzual prin retea, adica calculatoare ce schimba intre ele mesaje prin intermediul unor cabluri lungi. Dupa dimensiunea mediului de comunicatie retelele se impart in retele locale (eng Local Area Network LAN), retele metropolitane sau orasenesti (eng. Metropolitan Areea Network MAN) si retele de foarte mari dimensiuni (eng. Wide Areea Network WAN). Legarea intre ele a mai multor retele WAN are denumirea in engleza 'internetwork'. La dimensiune planetara, reteaua rezultata poarta numele de Internet (scris cu majuscula).

Tabel 1.1. Clasificarea tipurilor de retea dupa dimensiunea fizica

1. Retelele locale (LAN)

Sunt retele private, de dimensiunea unei cladiri sau a unui grup de cladiri; spre exemplu un campus universitar, o intreprindere sau o banca. Sunt destinate legarii impreuna a calculatoarelor personale si de tip 'workstation', in general detinute de aceeasi organizatie (institutie publica, firma privata, ONG, asociatie etc.) cu scopul de a imparti resursele intre utilizatori si de a usura schimbul de informatii. Sunt diferite tipuri de retele LAN si ele pot fi clasificate dupa urmatoarele caracteristici:

dimensiune,

tehnica de transmitere a datelor,

topologia adoptata.

Datorita dimensiunii reduse, in cazul LAN se cunoaste timpul maxim de intarziere ce poate apare la transmisia unui bit de la un capat la altul al retelei si se pot implementa tehnici eficiente de detectare si corectare a erorilor. Administrarea si intretinerea retelei este relativ mai simpla.

Ca tehnica de transmitere a datelor se accepta tehnica broadcast si legarea tuturor calculatoarelor printr-un sigur cablu ce se numeste magistrala retelei. Prin urmare, viteza de transmitere a datelor poate varia intre 10 Mbps (milioane de biti pe secunda), in cazul cablului coaxial si 100 Mbps, in cazul firelor rasucite (torsadate). In ultimul timp se poate observa construirea de LAN ce au fibre optice ca mediu de comunicatie. La acestea, viteza de transmitere este mai mare decat cea amintita anterior. Transmitera datelor in cazul LAN este afectata de foarte putine erori, iar in cazul fibrelor optice, mediul de transmitere este imun la perturbatiile electromagnetice.

Ca topologie, LAN-urile pot fi construite dupa topologiile prezentate in figura 1.5. In cazul magistralei, la un moment dat, doar un singur calculator detine controlul si poate transmite date pe aceasta. Prin urmare, este necesar un mecanism de arbitrare si rezolvare a conflictului ce apare atunci cand doua sau mai multe calculatoare vor simultan sa transmita. Punerea simultana a datelor pe magistrala poarta numele de coliziune. Mecanismul de arbitrare poate fi de tip centralizat sau distribuit. Este foarte raspandita reteaua de tip Ethernet (standard IEEE 802.3), la care transmiterea este de tip Broadcast, la viteze de 10 sau 100 Mbps si la care controlul transmiterii este distribuit. in sensul ca fiecare calculator poate transmite cand doreste. Daca doua sau mai multe calculatoare incep simultan transmiterea, fiecare calculator depisteaza faptul ca si un alt calculator a inceput sa transmita si atunci renunta. Va relua transmiterea dupa un timp aleator de asteptare.

In cazul retelelor de tip inel, fiecare bit se propaga si parcurge inelul, din calculator in calculator, in aceeasi directie. Prin urmare, bitii fiecarui cuvant vor parcurge inelul si vor ajunge din nou la transmitator. Transmitatorul poate compara cuvantul sosit cu cel transmis si sa depisteze astfel eventualele erori. Si la reteaua de tip inel sunt necesare reguli de arbitrare a accesului simultan. Un exemplu de retea inel este 'reteaua inel IBM' (standard IEEE 802.5) ce are viteza de transmitere 4 sau 16 Mbps.

In cazul retelei de tip arbore, de indata ce un mesaj a ajuns la un nod, acesta il distribuie in toate ramurile legate la el.

La randu1 ei, comunicarea de tip broadcast poate fi statica sau dinamica, functie de modul de alocare al canalului de comunicatie. In cazul alocarii statice, timpul este impartit in inervale si fiecarui calculator, dupa o anumita ordine, i se a1oca pentru transmitere un anumit interval. El asculta (eventual receptioneaza) in restul intervalelor de timp si transmite doar in intervalul alocat. Daca nu are nimic de transmis, in intervalul alocat lui nu se face nici o comunicare pe canal. Acest tip de alocare este neeconomicos pentru canalul de comunicatie. Metodele de alocare dinamca a canalului de comunicatie pot fi de tip centralizat sau descentralizat. In cazul alocarii dinamice centralizate exista o unitate, numita 'unitate de arbitrare' care decide cine urmeaza sa transmita Pentru aceasta, unitatea de arbitrare accepta cereri de transmitere din partea calculatoarelor din retea si, pe baza unui algoritm intern, ia decizii in ceea ce priveste cui i se aloca canalul de comunicatie. In cazul alocarii dinamice decentralizate nu exista o unitate centrala de arbitrare ci fiecare calculator decide singur daca sunt satisfacute conditiile pentru transmisie.

Comunicarea punct-la-punct (peer-to-peer) se foloseste in cadrul LAN, in special la legarea unui calculator indeparat asa cum se poate observa in Figura 1.6.

Figura 3.6 Conectarea la LAN a unui calculator indepartat

Conectarea se face prin intermediul unei legaturi telefonice si a doua MODEM-uri (dispozitive de modulare si demodulare). Stabilirea legaturii se face ocazional, la cererea calculatorului indepartat. Procesul este similar cu initierea unei convorbiri telefonice. Evident ca in acest tip de legatura, viteza de comunicare este mai mica si este stabilita in primul rand de calitatea liniei telefonice. In cele mai multe cazuri, viteza maxima de comunicare pe linia telefonica obisnuita atinge cativa zeci de kilobiti pe secunda.

Figura 3.7 Arhitectura unei retele metropolitane (MAN) de tip DQDB

2. Retelele metropolitane (MAN)

Sunt retele mai mari decat LAN si pentru realizare folosesc tehnologii similare cu cele descrise anterior. MAN pot fi folosite pentru comunicarea de date numerice dar si pentru distribuirea unor semnale analogice (exemplu programe radio si televiziune). De aceea multe MAN sunt implementate prin intenmediul societatilon de televiziune prin cablu. MAN contine unul sau doua cabluri. Ele nu contin elemente de comutare, ceea ce simplifica mult modul de realizare.

Standardul adoptat pentru realizarea MAN este standardul IEEE 8026 numit si DQDB (Distributed Queue Dual Bus) si este prezentat in Figura 3.7.

DQDB consta in doua magistrale (cabluri) unidirectionale. Fiecare magistna1a are un dispozitiv (head end) ce initiaza activitatea de transmitere. Fiecare calculator este legat la cele doua magistrale conform figurii 3.7. Mesajele destinate unui calculator aflat in dreapta transmitatorului utilizeaza cablul din partea de sus a figurii, pe cand mesajele destinate unui calculator situat in stanga transmitatorului sunt vehiculate pe cablul din josul schemei. Sistemul de comunicatie este de tip broadcast

3. Retelele de arie larga (Wide Area Networks = WAN)

Sunt retele ce cuprind o arie geografica mare; o tara o regiune sau chiar un continent. O tratare simplista ar spune ca WAN rezulta prin unirea impreuna a retelelor LAN si MAN de pe o arie extinsa. In parte chiar asa si este, dar find vorba de foarte multe calculatoare ce trebuie sa comunice intre ele, topologia WAN difera cu mult de topologia LAN. Pentru a intelege mai bine problemele ce se pun, definim rolul specific al unor calculatoare din LAN si notiunea de subretea. Am denumit mai inainte cu numele de 'host' acele calculatoare ce ruleaza programe ap1icatie pentru mai multi utilizatori. Host-urile sunt conectate intre ele printr-o subretea de comunicatie sau pe scurt 'subretea'. Rolul subretelei este acela de a purta mesaje de la host la host, la fel cum sistemul telefonic poarta semnalul vocal de la vorbitor la ascultator. De fapt notiunea de subretea separa aspectele de comunicare a datelor (ce revin subretelei) de aspectele de rulare a aplicatiilor (ce revin host-urilor).

Figura 3.8. Relatia dintre host, router si subretea

O subretea are in componenta sa doua componente distincte: calea de comunicatie si elementul de comutare. Elementul de comutare este un calculator specializat, prin intermediul cairuia se leaga intre ele doua sau mai multe cai de comunicatie. In general acestui element de comutare i se spune 'router' deoarece el este acela ce contribuie la parcurgerea cu bine a mesajului pe 'ruta' de la un calculator la altul. Routerului i se mai spune: 'nod de comutare a pachetelor', sau 'sistem de intermediere,' sau 'comutator de date'.

In Figura 1.8, cu patrate s-au figurat host-urile, cu cercuri routerele, iar cu linie continua caile de comunicatie. S-a incercuit ceea ce se intelege prin subretea, adica ansamblul de routere si caile de comunicatie dintre ele.

a. b. c.

d. e. f.

Figura 3.9. Cateva posibile topologli pentru WAN de tip punct la punct.

a)stea b)inel c)arbore d)punct la punet complet

e)doua inele ce se intersecteaza f)de tip neregulat

Atunci cand un pachet de date este transmis de la un host situat intr-un LAN catre alt host situat in alt LAN, el trece din router in router pana la routerul ce deserveste host-ul adresa. Trebuie remarcat ca mesajul este transmis in intregime de la un router la altul. Routerul tinta il receptioneaza in intregime, il memoreaza si apoi il transmite mai departe in momentul cand linia spre destinatar a devenit 1ibera. 0 subretea ce functioneaza in modul descris mai sus poarta denumirea de 'punct-la-punct', sau 'memoreaza si transmite', sau 'subretea cu pachete comutate'. Majoritatea WAN-urilor functioneaza dupa modelul descris mai sus. Figura 1.9 arata diferite topologii punct la punct pentru WAN. Cele mai intalnite topologii WAN terestre sunt de tip neregulat. In figura 1.10 se arata doua posibile cai pe care mesajul poate fi trimis de la routerul A la routerul B.

Figura 1.10 Doua posibile cai de parcurs intre routerele A si B ale WAN

Se pune problema prin ce modalitate routerul (sau nodul de retea) actioneaza pentru a trece mesajele la urmatorul nod. De fapt nodurile de retea actioneaza ca niste elemente de comutare a caii de comunicatie. Dupa modalitatea de comutare distingem WAN cu comutare de circuit si WAN cu comutare de pachete.

Principiul unui WAN cu comutare de circuit este ilustrat in figura 1.11. Sa luam de exemplu un nod in care sunt 4 legaturi spre alte routere. Nodul in cauza, pentru a face ca A si B sa comunice trebuie sa scurtcircuiteze calea 1 cu calea 2 prin intermediul unui scurtcircuitor. Procesul este similar cu stabilirea legaturii telefonice in telefonia clasica: la fiecare numar facut se inchid circuite care in final selecteaza doar firul de telefon spre numarul cautat. 0data cu terminarea convorbirii si inchiderea telefonului toate circuitele se desfac si este posibila o noua cautare.

Stabilirea unei legaturi cu comutare de circuit, intotdeauna parcurge urmatoarele etape:

Un transmitator face o cerere de conectare la un anumit receptor. 0 serie de routere din WAN comuta circuitele si stabilesc legatura intre cele doua calculatoare.

Are loc schimbul de mesaje; atat mesajul de la A la B cat si anumite raspunsuri de la B la A.

Calculatorul care a initiat transferul sau cel care a fost apelat comunica faptul ca legatura poate fi incheiata. In acest caz, fiecare router este capabil sa participe la realizarea unor noi legaturi.

Figura 1.11 Principiul unui WAN cu comutare de circuit

Principalul dezavantaj al retelei cu comutare de circuit rezulta din faptul ca atata timp cat A sau B nu anunta ca incheie comunicarea si renunta la legatura, routerele sunt ocupate si nu pot participa la realizarea altor legaturi. Din aceasta observatie rezulta ca subreteaua este folosita ineficient.

Comunicarea de tip 'comutare de pachete' poate fi de doua feluri:

datagram

circuit virtual

Principiul retelei cu comutare de pachete 'datagram' este prezentat in Figura 1.12. In aceasta tehnica, mesajul este impartit in mai multe pachete, care apoi sunt transmise independent in retea.

Se observa din figura ca nu exista o legatura permanenta intre transmitator si receptor pe durata trimiterii pachetelor ce alcatuiesc mesajul. Fiecare pachet poarta cu el adresa receptorului si este condus de routerele din retea independent de alte pachete. Prin urmare drumul fiecarui pachet este independent de drumul celorlalte pachete ce compun mesajul. Transmisia independenta creaza noi probleme: datorita drumului diferit parcurs, pachetele pot sa soseasca in alta ordine decat au fost transmise, sau, s-ar putea ca unele pachete sa lipseasca. Pentru a rezolva aceste probleme trebuie ca fiecare pachet sa poarte cu el numarul de ordine ce-i revine in cadrul mesajului, iar de la receptor sa se confirme sosirea fiecarui pachet si a mesajului in intregime. Pachetele lipsa sunt transmise din nou de catre transmitator.

Printr-o comparatie simplista s-ar afirma cat cea mai rapida este tehnica pachetelor comutate de tip 'datagram', apoi tehnica circuitului comutat si la urma tehnica pachetelor comutate cu circuit virtual. Nu este asa, deoarece situatia depinde de la caz la caz. Sa nu uitam ca tehnica 'datagram' trimite pachete pe drumuri ce trebuiesc stabilite in fiecare moment. Aceasta implica necesitatea ca nodurile sa-si reactualizeze la intervale mici de timp informatiile privind traficul pentru a putea ocoli punctele de congestie. Trebuie stiut ca o retea functioneaza bine numai pentru un trafic de aproximativ 80% din capacitatea sa. Pe de alta parte tehnica circuitului comutat, nu da voie, pe durata schimbului unui mesaj, ca nodurile implicate in circuit sa ia parte si la un alt circuit. Prin urmare, la intrarea acestor noduri se va face o coada de asteptare mare.

In cazurile in care calea de comunicatie cuprinde sateliti, sau transmisii prin relee radio, modul de comunicare intre noduri este de tip broadcast. Mesajele sunt transmise de la un satelit la altul, iar routerele dotate cu antene asculta si preiau doar mesajele care revin host-urilor pe care le deservesc. Este de observat ca intr-o subretea nu toate routerele trebuie dotate cu antene de comunicatie prin satelit. Este suficient ca un singur router sa aiba antena, cu conditia ca traficul prin antena sa nu depaseasca posibilitatile acesteia.

Pana acum, desi nu a fost explicitat, am discutat indeosebi de calculatoare, hosturi, routere si cai de comunicatie fixe in raport cu Pamantul. In ultimul timp se dezvolta rapid un alt tip de retea si anume retele ce se deplaseaza in raport cu Pamantu1. Este vorba de calculatoare sau retele de calculatoare montate la bordul vapoarelor, avioanelor, camioanelor, sau chiar la bordul automobilelor. Comunicarea cu alte retele se rezolva prin intermediul satelitilor specializati sau cu ajutorul sistemului de telefonie mobila.

3.2.4. Reteaua globala

In citeva cuvinte, Reteaua globala (Internetul) inseamna o retea de retele ce comunica la scara planetara. Dar trebuie observat ca la scara planetara exista WAN si LAN total diferite intre ele. Internetul trebuie sa asigure ca si aceste retele, diferite intre ele sa se poata intelege unele cu altele. Sistemele ce asigura 'traducerea' atat din punct de vedere al programelor (softului) cat si din punct de vedere al semnalelor electrice (hardului) poarta denumirea de 'porti'.

In fond este destul de greu in a delimita ce inseamna LAN, MAN, subretea sau WAN. In acest sens este de observat ca in Figura 1.8, este suficient ca prin cerculete sa intelegem un router cu host-urile deservite de el si am transformat subreteaua in WAN.