Echipamente de retea

      Cu riscul de a repeta prezentarea anumitor tehnologii sau echipamente, descrise in numerele anterioare, vom aborda in acest articol problema echipamentelor de retea, si anume a acelor dispozitive care maresc aria de raspindire a unei retele.

      In orice retea avem nevoie de un mediu de transmisie (vezi articolele din numerele 23 si 24), prin care informatia ajunge de la emitatot la receptor. Mediul de transmisie produce o atenuare a semnalului transmis, ceea ce duce la aparitia erorilor la receptie. Pentru ca aceste erori sa fie cat mai reduse la numar, sau chiar eliminate complet se recomanda folosirea unor cabluri cu o lungime maxima prestabilita. In tabelul de mai jos sunt prezentate lungimile maxime recomandate la cele mai uzuale cabluri Ethernet.

Tipul cablului Descriere Limita maxima (metri) 10Base5 Cablu coaxial gros 500 10Base2 Cablu coaxial subtire 185 10BaseT Cablu torsadat 100 FDDI Fibra optica cativa km

      Limitele prezentate mai sus reprezinta lungimea maxima a cablului astfel incat transmisia semnalelor sa fie optima. Se pot construi retele si cu lungimi mai mari de cablu, dar functionalitatea acestora sunt "la ghici". Lungimile mari de cablu duc, in primul rand, la scaderea parametrilor de functionare a retelei. In acest sens putem aminti frecventa de aparitie a coliziunilor, care practic, creste proportional cu lungimea cablului.

      Dar ce ne facem in situatia in care reteaua trebuie sa depaseasca aceste limite. Solutia unei cablari cu fibra optica este foarte scumpa si isi gaseste justificarea doar in cazul in care reteaua trebuie sa suporte si un trafic corespunzator, trafic care ar fi superior capacitatiide transfer a unei retele cablate cu cabluri torsadate sau coaxiale.

      Pentru a extinde lungimea maxima a unei retele, avem totusi la dispozitie utilizarea unor dispozitive hard, prezentate mai jos, de la cel mai simplu si ieftin la cel mai complex si scump.

  • repetor
  • hub
  • switch
  • router
  • poarta (gateway)
Repetorul

      Repetorul leaga doua segmente de cablu coaxial sau torsadat pentru a creste lungimea lor comuna. Dar el nu se rezuma doar la o simpla legare fizica. Semnalul receptat, pe un segment, este amplificat si apoi retransmis pe celalalt segment de cablu. La un cablu se pot conecta mai multe calculatoare. Prin extensie putem considera ca un repetor poate lega doua subretele intr-una singura. Dar ATENTIE!!!!! Cele doua subretele trebuie sa fie de acelasi tip (ex: ethernet-la-ethernet). Repetoarele nu pot lega doua retele diferite (ex: ethernet-la-token_ring). Ele "nu-si pun problema" protocoalelor de retea sau a formatelor de pachete; doar retransmit semnalele electrice.

Hub

      Un repetor poate conecta doar doua subretele. Prin extensie s-a ajuns la huburi, care pot conecta mai multe segmente de retea. Fiecare segment se cupleaza la hub printr-un port (o mufa externa). Cele mai utilizate huburi sunt cele cu 8 porturi.

      Hubul preia semnalele de pe un anumit segment (port), le amplifica si apoi le transmite spre celelalte segmente ale retelei - prin intermediul celorlalte porturi proprii. Mentionam ca functia unui hub se reduce doar la amplificarea si distribuirea semnalelor electrice. El nu tine cont de protocoale.

Switch

      Constructiv, un switch este foarte asemanator cu un hub. Dar din punct de vedere functional, switchul este mult mai performant. Principalul motiv al performantei sale este acela ca el determina, din pachetele primite, adresa de destinatie a calculatorului, si va retransmite pachetul doar pe acel cablu unde se afla statia destinatie. Spunem ca s-a produs o decongestionare a traficului.

      Switchurile pot fi clasificate in doua mari categorii:

  • switch de nivel 2
  • switch de nivel 3 - foarte asemanatoare cu un router

      Switchurile de nivel 2 extrag din pachetul receptionat adresa Ethernet a placii de retea destinatie. Din acest punct de vedere ele pot fi considerate huburi inteligente.

      Switchurile de nivel 3 utilizeaza adresele IP, NetWare sau AppleTalk extrase din pachetele receptionate.

      Practic, un switch are o memorie interna in care stocheaza adresele calculatoarelor pe care le deserveste; facand o corespondenta intre aceste adrese si numarul portului (segmentului de cablu) spre care trebuie sa trimita pachetul.

      Din punct de vedere al complexitatii switchurile se pot imparti in 3 categorii:

  • switch de nivel inferior - sub 500$
  • switch de nivel mediu - in jur de 1000$ - 2000$
  • switch de nivel superior - peste 2500$

      Cu citiva ani in urma diferenta de pret dintre un hub si un switch (chiar de nivel inferior) era foarte mare. Din acest motiv huburile au capatat o raspandire foarte mare. In ultimii ani, tehnologiile de fabricatie au devenit din ce in ce mai performante si mai productive, reducand astfel decalajul de pret. In acest moment se considera a fi o "investitie proasta", pentru o firma, achizitionarea unui hub.

      Din punct de vedere al posibilitatilor de "management" al retelei putem imparti switchurile in doua mari categorii:

  • switch fara posibilitati de administrare (switch de nivel inferior)
  • switch cu posibilitati de administrare (switch de nivel superior sau mediu)

      Administrarea unui switch se poate face fie prin intermediul portului serial, cu aplicatii de tip consola, fie prin intermediul altor interfete, cu aplicatii grafice (de tip browser).

      In general se spune despre un switch ca opereaza la viteza cablului, in sensul ca procesul de receptionare a pachetelor si de determinare a adresei si portului destinatie, este foarte rapid. Cu alte cuvinte, un switch nu introduce in retea timpi de intirziere.

Router

      Principala functie a unui router (ca si a unui switch, de fapt) este comutarea pachetelor (packet switching). Pentru indeplinirea acesteia, routerul face urmatoarele actiuni:

  • examinarea pachetului receptionat, determinarea tipului acestuia precum si a adresei de destinatie
  • determinarea urmatorului nod (next-hop) si a interfetei (portului) pe care urmeaza sa fie transmis pachetul. Aceasta determinare se face pe baza unei tabele de routare, stocata in memoria routerului si care este mult mai complexa decit tabela utilizata de un switch
  • determinarea adresei de nivel 2 a urmatorului nod
  • transmiterea pachetului pe interfata determinata anterior.

      Un router isi are utilitate (si va fi folosit la intreaga lui capacitate) in retele foarte mari, care au mai multe noduri (unele din ele avind adrese IP din domenii diferite)

      In retele foarte mari (Internet), fiecare nod poate fi deservit de catre un router.

      Un router are incorporat, in el (hard si soft), foarte multa "inteligenta". In primul rind trebuie sa stie foarte multe caracteristici ale celorlalte routere din retea. Aceasta "incarcare" cu informatii, face ca un router sa fie capabil sa gaseasca si cea mai rapida cale (ruta) spre calculatorul destinatie. Cu alte cuvinte, ruterul, pe linga faptul ca determina o cale spre destinatie, el o gasi pe cea mai rapida.

      In reteaua de mai jos am notat cu litere (A, B, C, etc) nodurile unei retele, iar cu AB, BC, GH, etc - segmentele de cablu care inter-conecteaza calculatoarele. In aceste noduri se afla si cite un router.

      Sa presupunem ca trebuie trimis un pachet din nodul A in nodul B. Cea mai scurta cale va fi A-B-C-D-E.

      Daca, la un moment dat, se intimpla ceva pe ramura BC si, pe aici, nu se vor mai putea trimite date, routerul din B va trebui "informat" si va trebui sa gaseasca o alta cale pentru ca pachetul/pachetele sa ajunga la dstinatie (nodul E). In acest caz va avea 2 posibilitati: B-F-D-E sau B-G-H-F-D-E. Dar, la fel, routerul din A poate lua decizia sa schimbe ruta si va trimite pachetele spre G. De aici, revenindu-I sarcina lui G sa decida pe unde va trimite, in continuare datele (o poate face fie prin H-F, fie prin B-F).

      Pentru a afla ce se intimpla in retea, routerele folosesc un protocol de stabilire a rutei (routing protocol). In prezent exista mai multe protocoale de acest tip, dar cele mai utilizate sunt:

  1. RIP (Routing Information Protocol). Este o componenta a stivei TCP/IP, din UNIX, inca de la inceputuri. Din acest punct de vedere poate fi considerat un protocol "batrin", fiind foarte inteligent, el trimite corect pachetele la destinatie. Cu toate acestea este cam "lenes" atunci cand trebuie sa invete schimbarile din retea (aparitia unor noi routere sau aflarea celor mai rapide cai).
  2. OSPF (Open Shortest Path First), sau I traducere libera: Intii calea deschisa cea mai scurta. Este construit pe conceptul de router dedicat, care presupune ca toate routerele din retea sunt egale, dar unele detin pozitii mai importante.


Gateway

      De multe ori, un gateway este identificat, in literatura despecialitate, cu un router. Totusi, intre cele doua dispozitive exista niste diferente. Routerul da rezultate foarte bune atunci cand retelele inter-conectate utilizeaza protocoale asemanatoare. Atunci cand retelele folosesc protocoale complet diferite este necesar un echipament mai puternic decat un router. Un gateway indeplineste aceasta conditie, el putind interpreta si traduce protocoale diferite utilizate in retele diferite. Chiar daca un gateway poate functiona si le nivelul retea al stivei OSI, se considera ca el functioneaza la nivelele superioare acestuia (nivelele transport, sesiune, prezentare si aplicatie).

      Un gateway poate converti datele in formate diferite, utilizate in subretelele conectate. Acest spor de inteligenta a unui gateway are implicatii asupra pretului (un gateway este foarte scump) si asupra vitezei de transfer (este lent).