Retea Internet

Rețeaua internet

Servicii internet. Rețeaua internet

   Termenul Internet provine din împreunarea artificială și parțială a două       cuvinte englezești: interconnected = interconectat și network = rețea.

Cuvântul are două sensuri care sunt strâns înrudite, în funcție de context:

• Substantivul propriu „Internet” (scris cu majusculă) desemnează o rețea mondială unitară de calculatoare și alte aparate cu adrese computerizate, interconectate conform protocoalelor (regulilor) de comunicare „Transmission Control Protocol” și „Internet Protocol”, numite împreună „stivaTCP/IP”. Precursorul Internetului datează din 1965, când Agenția pentru Proiecte de Cercetare Înaintate de Apărare - a Ministerului Apărării,Department of Defense sau DoD din SUA (Defence Advanced Research Projects Agency, en:DARPA) a creat prima rețea de computere interconectate sub numele ARPAnet.

Super-rețeaua Internet din zilele noastre, care de mult a împânzit întreg globul pământesc, a rezultat din extinderea permanentă a acestei rețele inițiale Arpanet. Azi pe glob există un singur Internet, care însă este uriaș; el oferă utilizatorilor săi o multitudine de informații și servicii precum e-mail, www, FTP, Găzduire web (web hosting) și multe altele, unele dintre ele fiind numai contra cost.

Termenul „Internet” nu trebuie confundat cu serviciul internetic World Wide Web (www). Acesta este doar unul din multele servicii oferite pe Internet, vezi secțiunea „Aplicații Internet” mai jos.

• Substantivul comun „internet” (scris cu minusculă) desemnează rețele speciale ce interconectează 2 sau mai multe rețele autonome aflate la mare depărtare unele față de altele. Un exemplu de 2 rețele mari, interconectate printr-un internet pentru care folosința acestui nume este justificată: rețelele SIPRNet și FidoNet. Rețelele de tip internet nu trebuie confundate cu super-rețeaua „Internet” de mai sus.

Restul acestui articol se ocupă numai de Internet - super-rețeaua unică de răspândire mondială.

ISTORIC

Punctul de pornire în dezvoltarea Internetului a fost rivalitatea între cele două mari puteri ale secolului al XX-lea: Statele Unite ale Americii și Uniunea Sovietică. În 1957, URSS (Uniunea Republicilor Sovietice Socialiste) lansează în spațiul cosmic primul satelit artificial al Pământului denumit Sputnik. Acest fapt a declanșat o îngrijorare deosebită în Statele Unite ale Americii, astfel președintele Eisenhower înființează o agenție specială subordonată Pentagonului: Advanced Research Projects Agency (www.darpa.mil). Această agenție a Ministerului de Apărare (Department of Defense, prescurtat DOD) este condusă de oameni de știință, are o birocrație redusă, și are ca misiune: „Menținerea superiorității tehnologice a armatei Statelor Unite și prevenirea surprizei tehnologice în domeniul securității naționale prin sponsorizarea celor mai noi și revoluționare descoperiri științifice și prin investirea de fonduri teoretic nelimitate pentru realizarea unei legături între cercetarea științifică și implementarea tehnologică militară a acesteia.”

În 1959 John McCarthy, profesor la Universitatea Stanford, al cărui nume va fi asociat cu inteligența artificială, găsește soluția de a conecta mai multe terminale la un singur calculator central: time-sharing (partajarea timpului). Aceasta este o modalitate de lucru în care mai multe aplicații (programe de calculator) solicită acces concurențial la o resursă (fizică sau logică), prin care fiecărei aplicații i se alocă un anumit timp pentru folosirea resursei solicitate. Apărând apoi primele calculatoare în marile universități se pune problema interconectării acestora. Cercetătorul Lawrence Roberts susține o soluție de interconectare prin comutare de pachete (packet switching) în modelul numit "client-server". Astfel, pentru a transmite informația, aceasta este mărunțită în porțiuni mici, denumite pachete. Ca și la poșta clasică, fiecare pachet conține informații referitore la destinatar, astfel încât el să poată fi corect dirijat pe rețea. La destinație întreaga informație este reasamblată. Deși această metodă întâmpină rezistență din partea specialiștilor, în 1969 începe să funcționeze rețeaua "ARPANET" între 4 noduri: University of California din Los Angeles (UCLA), University of California din Santa Ana, University of Utah și Stanford Research Institute (SRI). Toate acestea au fost codificate într-un protocol care reglementa transmisia de date. În forma sa finală, acesta era TCP/IP (Transmission Control Protocol / Internet Protocol), creat de Vint Cerf și Robert Kahn în 1970 și care este și acum baza Internetului. TCP/IP face posibil ca modele diferite de calculatoare, de exemplu cele compatibile cu IBM sau și Mac's, folosind sisteme diferite de operare, cum ar fi UNIX, Windows, MacOS etc. să se "înțeleagă" unele cu altele. În acest fel, Internetul urma să devină cu adevărat independent de platforma harware utilizată. Prima conexiune ARPANET a fost realizată în 29 octombrie 1969, ora 22:30 între University of California din Los Angeles și Institutul de Cercetare Stanford și a decurs astfel: cei de la un capat al rețelei au tastat un “L” și apoi, prin telefon, au cerut confirmarea funcționării transferului de date de la cei de la celalalt capat al conexiunii. Dialogul a fost urmatorul:

„ -Vedeți L-ul?

-Da, vedem L-ul!

Apoi au tastat un O și au întrebat din nou:

-Vedeți O-ul?

-Da, vedem O-ul, a venit raspunsul.

Apoi au tastat un G și conexiunea a picat. Totuși începuse o nouă revoluție în domeniul comunicațiilor.”

Ca program al Ministerului Apărării al SUA, ARPANET s-a dezvoltat uluitor de repede, la el conectându-se din ce în ce mai multe calculatoare. În 1979 ARPA decide să separe rețeaua în două, una pentru lumea comercială și universitară, și una militară. Cele două rețele puteau comunica în continuare, construindu-se practic o inter-rețea (internet) denumită inițial DARPA Internet și consacrată ulterior sub denumirea Internet. Numeroși cercetători din domeniul academic și militar si-au concentrat eforturile în scopul dezvoltării unor programe de comunicare în rețea. Astfel în 1980 o serie de programe de comunicare (bazate pe protocoale binedefinite), care sunt utilizate și astăzi, erau deja finalizate. În 1983, TCP/IP devine unicul protocol oficial al Internetului, și ca urmare, tot mai multe calculatoare din întreaga lume au fost conectate la ARPANET. Creșterea numărului de calculatoare conectate la Internet a devenit exponențială, astfel încât în 1990 Internetul cuprindea 3.000 de rețele și 300.000 de calculatoare. În 1992 era deja conectat calculatorul cu numărul 1.000.000. Apoi mărimea Internetului s-a dublat cam la fiecare an.

Dezvoltarea rapidă a Internetului s-a datorat faptului că accesul la documentația protocoalelor obligatorii a fost și este liber și gratuit. În 1969 S. Crocker a inițiat o serie de „note de cercetare” denumite RFC (Request for Comments), numerotate cronologic și devenite cu timpul accesibile gratuit on-line (în Internet). Marea schimbare a început în 1989, când Tim Berners Lee de la Centrul European pentru Fizica Nucleară din Geneva (CERN) a pus bazele dezvoltării primului prototip al World Wide Web (WWW sau web).

O altă schimbare radicală s-a produs când, în 1993, National Center for Supercomputing Applications (NCSA) din SUA a pus la dispoziție browserul"Mosaic", care era bazat pe o interfață grafică (Windows). Enorma creștere a webului a început aproape dintr-o dată: în iunie 1993 erau înregistrate 130 servere web, iar în 1994 erau deja peste 11.500 de servere.

Structura retelei Internet

In aceasta sectiune vom incerca sa aruncam o privire asupra structurii retelei Internet si sa lamurim anumiti termeni care apar foarte des, toata lumea ii foloseste dar mult prea putini stiu cu exactitate ce inseamna (desi nimeni n-ar recunoaste...). Fiindca Internetul este un conglomerat de retele, va fi util sa ne familiarizam si cu tipurile principale de retele locale conectate la Internet.

Dupa cum aminteam mai demult, o retea WAN este compusa dintr-o multime de noduri conectate prin intermediul unui mediu de comunicatie (cabluri coaxiale, cabluri torsadate, fibra optica, radio, satelit). Intr-un nod nu se afla neaparat un calculator gazda (host-sistem final), ci se poate amplasa un echipament periferic (display, imprimanta...) sau un controler de comunicatie (numit si nod de comutare sau ROUTER ). Gazdele sunt conectate printr-osubretea de comunicatie , a carei sarcina este sa transporte datele intre host-uri. In majoritatea retelelor WAN, subreteaua de comunicatie este formata din doua componente distincte:

• liniile de transmisie ( circuite / canale )- transporta bitii de date intre masini;
• elemente de comutare - echipamente folosite pentru a conecta doua sau mai multe linii de transmisie;

Daca va mai amintiti, primele trei nivele ale modelului arhitectural OSI formau subreteaua de comunicatie, iar in modelul TCP/IP acest rol era indeplinit de nivelul gazda-retea si nivelul internet. Datele ce trebuiesc transmise sunt divizate in "bucati" mai mici numite pachete. Cand un pachet este transmis de la un router la altul, prin intermediul unuia sau mai multor routere intermediare, pachetul este primit de fiecare router intermediar, este retinut acolo pina la eliberarea liniei cerute si apoi este retransmis mai departe. O subretea care functioneaza pa acest principiu se numeste subretea cu comutare de pachete sau subretea punct-la-punct sau subretea memoreaza si transmite . In figura de mai jos puteti vedea un fragment dintr-o retea WAN, fiind pusa in evidenta o parte a subretelei de comunicatie. Figura 3: Structura subretelei de comunicatie
Numele Ethernet este legat de ipoteza vehiculata mult timp de oamenii de stiinta, potrivit careia intre corpurile ceresti se afla zone "umplute" de un "gaz" misterios numit eter. Creatorul Ethernetului si-a imaginat o retea in care nu este important unde se afla calculatoarele ci faptul ca acestea pot comunica fara restrictii si a ales, metaforic vorbind, eterul ca mediu de comunicatie.
Cea mai populara versiune Ethernet avea o viteza de transmisie a datelor de 10 Mb /s (Mb=mega bit pe secunda), iar Fast Ethernet de 100Mb/s. Se lucreaza astazi pentru realizarea unor retele cu viteza de transfer mai mare de 1000 Mb/s, numele vehiculat pentru acestea fiind Gigabit Ethernet.
Atunci cand dorim sa conectam doua retele, mai ales daca sunt de tipuri diferite, vom utiliza un pod ( BRIDGE ). Acesta este conectat la doua sau mai multe retele locale, simultan. Podul stie sa preia pachetele de date dintr-o retea si sa le transmita in cealalta, realizand si anumite conversii ale pachetelor (pachetul de date ce "trece pe pod" va trebui "inteles" de calculatoarele din reteaua destinatie, deci vor trebui facute conversiile de structura; fiecare tip de retea foloseste pachete diferite ca structura, deci, de exemplu, un pachet Ethernet nu va fi "inteles" de o retea Token Ring. Se spune ca un pod "vorbeste" un protocol diferit la fiecare capat (regulile de transmisie a datelor sunt diferite de la o retea la alta). Podul nu copiaza un pachet dintr-o parte in alta decat daca destinatia sa se afla in alta retea decat calculatorul care l-a expediat, prevenind aglomerarea inutila a retelei. Exista si poduri care au un algoritm care le permite sa invete cand sa preia un pachet si cand nu (algoritm de invatare). In finalul discutiei despre poduri, voi preciza ca podul nu este altceva decat un calculator specializat si nu cine stie ce echipament misterios.

Topologia de interconectare a routerelor este una dintre cele amintite in sectiunile precedente (stea, arborem inel, neregulata...). Topologia retelelor WAN este de obicei neregulata, in timp ce topologia unei retele LAN este una simetrica.

Retele locale si interconectarea mai multor retele LAN

Pentru conectarea fizica intre calculatoare s-a folosit la inceput topologia de magistrala, la care pe segmentul de mediu fizic (cablu coaxial gros, de culoare galbena- comparat de multe ori cu un furtun pentru udat gradina), se puteau conecta pana la 29 de echipamente pe o lungime de maxim 500 m. Conectarea echipamentelor se facea prin intermediul unui dispozitiv numit transceiver . Nu se mai realizeaza astazi asemenea retele, topologia de magistrala avand un cablu coaxial subtire, iar conexiunile fiind facute prin mufe T. Este vorba despre LAN-uri Ethernet. 

Reteaua Ethernet a fost dezvoltata de Robert Metcalfe in 1973, pe vremea cand era angajat al companiei Xerox si a evoluat continuu, devenind cel mai popular tip de retea locala. Primele retele Ethernet au fost cele cu cablu coaxial gros si legatura prin transceivere, numite Thick Ethernet . Astazi se foloseste cablul coaxial subtire cu conexiuni T (Thin Ethernet), cablu torsadat sau fibra optica (Twisted Pair Ethernet, Fast Ethernet). Conexiunea cu mufe T are avantajul eliminarii transceiverului, mufa conectandu-se direct la placa de retea,"coada" T-ului, cablul continuind prin extremitatile T-ului catre calculatorul urmator.

Celelalte topologii, inel (ring) si stea (star sau hub) sunt mai putin raspandite la noi. Topologia de inel a fost utilizata de IBM pentru tipul de retea Token Ring , folosita astazi doar pentru conectari rapide la mare distanta cu fibra optica. Topologia stea s-a folosit in retelele Arcnet unde conectarile erau facute la un hub, in stea, fiind posibile si conexiuni intre hub-uri. Hub-ul este un dispozitiv in care intra un singur cablu si care are mai multe iesiri. (De exemplu, intr-un hub intra cablul ce pleaca de la server iar cablurile care ies conecteaza calculatoare sau alte hub-uri).

Retelele locale, indiferent de tipul lor, stabilesc o limita maxima a numarului echipamentelor ce se pot conecta la retea. Atunci cand este nevoie de conectarea mai multor calculatoare decat permite tipul de retea utilizat sau atunci cand avem mai multe retele locale, eventual de tipuri diferite, pe care dorim sa le conectam exista doua solutii: repetoarele si podurile. Un repetor (REPEATER ) este un amplificator electric, care preia semnalul dintr-o parte si il trece in cealalta parte marind puterea acestuia (semnalul se pierde daca nu este amplificat). Repetorul nu poate fi folosit decat pentru legarea a doua retele de acelasi tip, iar folosirea unui numar mare de repetoare duce la scaderea vitezei de transmisie a datelor.