1. Retele de calculatoare 

 

Primele sisteme de calcul electronic aveau dimensiuni foarte mari si ocupau o întreagă încăpere - pentru care s-a încetătenit numele de centru de calcul. Instalatia de aclimatizare era o componentă indispensabilă a centrului de calcul. Unitătile componente ale calculatorului (procesorul, memoria, unitatea de schimburi, unităti de bandă si disc magnetic) aveau, privit din exterior si în linii mari, forma si dimensiunea unor dulapuri iar în interior - o întreagă retea de cabluri si dispozitive electronice. Ulterior, au apărut minicalculatoarele - sisteme interactive multiutilizator, care puteau fi exploatate simultan de către mai multe persoane, prin intermediul unor terminale. Minicalculatoarele au fost urmate de microcalculatoare - sisteme interactive monoutilizator, a căror unitate centrală este un microprocesor. Calculatoarele de tip PC, atât de răspândite astăzi, fac parte din această categorie.

În vederea cresterii capacitătii de prelucrare a sistemelor de calcul si a creării mijloacelor de accesare de către mai multi utilizatori a unor baze de informatii create în anumite centre, a apărut ideea naturală a conectării calculatoarelor. Noul model de sistem de calcul va fi format dintr-un anumit număr de calculatoare autonome, interconectate, care realizează prelucrări specifice si care formează o retea de calculatoare.

Precursoarele retelelor de calculatoare au fost sistemele de calcul care realizau prelucrări la distantă, numite sisteme de teleprelucrare. Acestea asigură folosirea calculatoarelor de către mai multi utilizatori prin intermediul unor terminale locale sau la distantă (în acest caz, politica de transmitere a datelor este gestionată de fiecare calculator). În functie de rolul atribuit sistemelor de teleprelucrare, acestea pot fi privite ca: sisteme de centralizare a datelor (în care calculatorul colectează datele de la terminale si le prelucrează), sisteme de difuzare a datelor (în care informatiile circulă în sens invers, de exemplu, anumite servicii de turism) sau sisteme conversationale (în care calculatorul transmite "întrebări" si receptionează mesaje de răspuns, de exemplu, în diagnoza medicală, sisteme de rezervări de bilete etc.).

Retelele de calculatoare se obtin prin interconectarea calculatoarelor în conditiile în care operatiile de gestiune a retelei se execută fizic de către procesoare specializate si logic - de un soft de comunicatie instalat pe retea. O retea de calculatoare este un ansamblu de calculatoare autonome, interconectate prin intermediul unor medii de comunicatie care asigură folosirea în comun, de către un număr mare de utilizatori, a tuturor resurselor fizice si logice (soft de bază si aplicativ) si informationale (baze de date) de care dispune ansamblul de calculatoare interconectate. Mediile de comunicatie [Tan97] care conectează calculatoarele din punct de vedere fizic pot fi constituite din diverse tipuri de cabluri: cablu coaxial, fibră optică, linie telefonică etc., din unde (ghid de unde) cu benzi specifice de frecventă sau chiar sateliti de comunicatii.

Se spune despre două calculatoare că sunt interconectate dacă sunt capabile să facă shimb de informatii. Conectarea se poate realiza prin: cabluri de cupru, fibre optice, microunde sau chiar sateliti de comunicatii. Autonomia calculatoarelor se referă la faptul că ele pot functiona independent, astfel încât pornirea sau oprirea unui calculator nu le influentează pe celelalte; un calculator din retea nu le controlează în mod fortat pe celelalte. Nu se vorbeste despre o retea în cazul unui calculator cu mai multe terminale (minicalculatoarele) sau în cazul mai multor unităti aservite la o unitate de control. Mentionăm faptul că sistemele cu procesoare multiple (sau memorii multiple) pot să fie structurate si ca arhitecturi paralele [And00], în care sarcinile sunt împărtite pe procesoare în vederea realizării unui scop comun dar în acest caz procesoarele nu sunt autonome.

Termenul profesional folosit pentru accesarea unor resurse comune este partajarea resurselor: se pot partaja resurse fizice, cum ar fi discurile de retea, imprimantele sau resurse logice: aplicatii sau bazele informationale (compuse din fisiere) aflate la distantă. În plus, în retelele de calculatoare se asigură protejarea informatiilor si aplicatiilor utilizatorilor împotriva accesului neautorizat prin intermediul serviciilor de securitate oferite de soft-ul de retea si este asigurată comunicarea prin mesaje între utilizatori.

Astfel, retelele de calculatoare pot fi folosite ca instrumente moderne de informare si comunicare fiindcă permit realizarea de transferuri de informatii în retea si oferă diverse facilităti de comunicare între utilizatorii retelei. Într-o retea de calculatoare, utilizatorii se conectează la o anumită masină în mod explicit iar executia proceselor la distantă sau transferul de fisiere se specifică de asemenea explicit. Pentru exploatarea retelelor de calculatoare este foarte important soft-ul de retea, care controlează buna functionare a retelei. Pentru caracterizarea manierei de functionare a softului de retea, care rulează pe mai multe calculatoare prin proceduri cu obiective specifice, se foloseste termenul distribuit.

Comunicarea între două calculatoare dintr-o retea se poate realiza [PilPop95] prin stabilirea unor legături fizice permanente între nodurile respective (retea cu comutare de circuite, caz în care capacitatea de transfer este constantă iar costul legăturii este fix, indiferent de rata de transfer a informatiei) sau a unor legături dinamice, prin intermediul altor noduri, în functie de configuratia retelei si gradul de ocupare (retea cu comutare de pachete). Acest ultim model este cel mai des utilizat în practică, are un debit mare de transfer pe legăturile dintre noduri si presupune divizarea fisierele de transmis prin retea în componente mai mici, de câteva sute de octeti, numite pachete. Acestea contin informatia utilă transferată si adresa nodului destinatie, unde vor fi reunite (multiplexate) cu ajutorul unui soft specializat, pentru a forma fisierul transmis. Astfel, pot exista comunicatii simultane între noduri prin partajarea de către calculatoarele care comunică a conexiunilor fizice existente. Nodurile retelei care au rol în dirijarea (comutarea) pachetelor se numesc routere (vezi Retele de arie largă). Dacă traficul creste foarte mult, este posibil să se satureze reteaua iar calculatoarele să trebuiască să astepte înainte de a putea emite din nou.

O retea de calculatoare este sustinută de un soft de retea, absolut indispensabil, capabil să rezolve probleme de comunicare complexe. Cele mai cunoscute soft-uri de retea sunt Novell Netware si Windows NT pentru retelele locale si sisteme de tip UNIX (Linux) mai ales pentru conectarea subretelelor în retele de arie mai largă.

Problemele de comunicare la nivel elementar sunt rezolvate de protocoalele de comunicatie, care maschează diferentele tehnologice dintre retele si permit realizarea conexiunilor independent de tehnologiile folosite. Un protocol este un set de reguli care descriu relatiile dintre activitătile cu obiective comune [PilPop95]. De exemplu, între două noduri trebuie să existe un protocol de transmisie nod-la-nod care controlează: transmiterea datelor, detectia si corectia erorilor, împărtirea si/sau reasamblarea mesajelor în/din pachete si dirijarea spre destinatie a pachetelor. Scrierea protocoalelor de comunicatie necesită cunostinte de strictă specialitate si are un grad ridicat de standardizare; cel mai cunoscut protocol de comunicatie folosit în Internet se numeste TCP/IP (Transmission Control Protocol / Internet Protocol) (vezi Conectare si adresare în Internet). Retelele locale de calculatoare folosesc protocoale specifice (cum ar fi IPX/SPX, NetBEUI) înglobate în softul de retea.

Avantajele utilizării retelelor de calculatoare
Clasificarea geografică a retelelor de calculatoare