Connexions amb fils

Què és una xarxa d’ordinadors?

Durant molts anys els ordinadors han estat màquines aïllades que treballaven de forma autònoma i la transferència d’informació amb d’altres es feia per mitjans físics com les cintes magnètiques, els discs i els disquets. Anteriorment, però, hi havia les cintes i targetes perforades que van quedar en desús a la dècada dels 80.

Si els ordinadors eren a prop, el suport de les dades es transportava fàcilment, però si la ubicació dels ordinadors era molt distant complicava el procés i sobretot endarreria l’obtenció de resultats.

La comunicació entre ordinadors va néixer com una necessitat tecnològica en el seu procés d’implantació i d’expansió. Una de les primeres solucions per comunicar ordinadors distants fou l’ús dels mòdems acústics emprant directament els mateixos telèfons de veu que s’empraven per a la comunicació verbal i la línia telefònica.

Per a què els ordinadors poguessin dialogar havien de compartir un mateix llenguatge o protocol de comunicació. Aquest és imprescindible per a què dues màquines entrin en comunicació.

En la mesura que creix el volum de dades que s’han de gestionar i l’accés a aquestes ha de ser distribuït, els ordinadors necessiten noves prestacions i infraestructures per fer possible la comunicació entre ells. És per això que es va desenvolupar la tecnologia de connexió d’ordinadors en xarxa.

 

La connexió d’ordinadors en xarxa només permet intercanviar dades, té altres aplicacions molt importants des del punt de vista operatiu i també en l’ús compartit de recursos.  Entre moltes d’altres, les funcionalitats que es poden trobar en una xarxa són: sistema de missatgeria instantània, sistema de correu electrònic, treball simultani en una mateixa base de dades o document, instal·lació centralitzada de programari, etc,  Pel que fa a la compartició de recursos podem trobar: ús d’impressores, d’scanners, de disc dur, l'accés a internet, etc. 

Resumint: Les xarxes permeten: - L’intercanvi de recursos (arxius, connexió a internet, aplicacions,...) - La comunicació entre persones (missatgeria instantània, correu electrònic, xats,..) - L’accés únic a bases de dades i informacions centralitzades.  Les xarxes d’ordinadors, per funcionar necessiten dos elements que s’interrelacionen:  - una connexió física per a la transmissió de dades. - uns protocols i un sistema operatiu de xarxa per a la gestió de la comunicació.

Característiques de les xarxes

Tipus de xarxes

Les xarxes d’ordinadors poden classificar-se en funció de diferents criteris. A continuació en veiem uns quants del quals, per claredat, se n’ha simplificat la informació .

Segons l’escala, les xarxes poden ser:

• LAN (Local Area Network) o Xarxa d’àrea local.  Els dispositius connectats estan en una àrea física molt delimitada: una oficina, un institut, un edifici, ...  

• WAN (Wide Area Network) o Xarxa d’àrea àmplia. Els dispositius connectats estan en una àrea geogràfica extensa: una regió, un continent, ...

Segons la relació funcional o arquitectura, les xarxes poden ser:

• Client - servidor.  La funció de l’ordinador servidor és oferir un servei a qualsevol ordinador client que li ho sol·liciti: el correu electrònic, una pàgina web, emmagatzematge remot de fitxers, una impressora, ...

 

Relació client-servidor. Font: Viquipèdia

• D'igual a igual, també anomenada Peer to Peer (P2P) els ordinadors connectats es comporten alhora com a clients i com a servidors de forma bidireccional i no passen per cap ordinador servidor. És el mode de comunicació que estableixen xarxes d’intercanvi de fitxers com l’Ares i eMule,  o de comunicacions amb telefonia IP, com Skype i la missatgeria instantània.

Topologia de xarxa

La topologia de xarxa és la forma de connexió física i lògica entre els diferents ordinadors. La topologia física determina la distribució espacial i les connexions amb cables de comunicació dels diferents ordinadors. Hi ha diverses configuracions però ens centrarem bàsicament en una:

- Topologia en estrella. Els ordinadors es connecten a un node central formant la forma d’una estrella. Aquest node habitualment és un commutador o switch, tot i que també podria ser un concentrador o hub, tot i que aquest últim genera molt tràfic a la xarxa i per tant, és menys utilitzat.

Topologia en estrella. Font: Kioskea.

La topologia lògica determina la forma en que es transmeten les dades entre els dispositius. N’hi ha de diferents tipus, però la més comuna en les xarxes locals és l’Ethernet.

 

El mitjà de transmissió

Les línies de transmissió són l’element clau per al transport de la informació entre els diferents nodes. En un procés de transmissió de dades, aquestes poden viatjar a través de les diferents tecnologies, adaptant-se en cada tram a la màxima velocitat admesa. També cal considerar la transmissió sense cables però la tractarem més endavant. Hi ha diferents tipus de línies de transmissió, com el cable coaxial o el parell trenat, aquí descriurem la fibra òptica:

• Fibra òptica, constituïda per capes de material plàstic i de vidre. Transporta dades digitals per mitjà d’impulsos de llum a alta velocitat i és insensible a les interferències electromagnètiques. Pot suportar velocitats de transmissió més altes que pel sistema de cable de coure i moltíssima més capacitat.  Admet velocitats de transmissió de dades de fins a 10 Gb/s.

La fibra òptica sol formar part de les instal·lacions de les companyies de serveis de dades o telefonia i de grans corporacions i administracions públiques. Les xarxes locals d’edificis d’oficines, d’universitats, d’empreses, … solen ser de cable trenat. La fibra òptica forma part de la infraestructura externa i en arribar al punt d’entrada de la xarxa local s’adapta al sistema de cable de coure.

Velocitat de transferència

La velocitat de transferència, o amplada de banda, en un sistema de transmissió digital es mesura pel nombre de bits per segon (bps o bit/s). Per taxes de transferència molt elevades hi ha els diferents múltiples:

kbps o kb/s - quilobit per segon

Mbps o Mb/s - megabit per segon

Gbps o Gb/s - gigabit per segon

Es pot canviar la unitat de mesura a bytes per unitat de temps divindint per 8. Tot i així el més habitual és expressar la velocitat en bits per unitat de temps.

Els elements físics d’una xarxa local

La construcció d’un sistema de xarxa requereix de diferents elements físics que poden variar en funció de la configuració de la xarxa. A continuació es mostren els emprats de forma comuna en xarxes domèstiques, de petites oficines, centres educatius, ...

• La interfície electrònica Ethernet, és la targeta electrònica que ha d’incorporar qualsevol ordinador o perifèric per connectar-se a la xarxa. Els ordinadors portàtils tenen aquesta targeta integrada a la placa base. Aquestes plaques porten de fàbrica un codi identificatiu intern imprescindible per identificar biunívocament cada ordinador de la xarxa, de manera que no pot haver-hi dues plaques amb el mateix codi o adreça.  Aquest rep el nom de MAC (Media Acces Control). 
  
  

• El commutador o switch és un dispositiu electrònic on es connecten els ordinadors o diferents segments per formar una xarxa de molta més extensió, capacitat i eficiència que un concentrador. Optimitza el tràfic de dades de la xarxa de forma intel·ligent, adaptant-se a les velocitats màximes estàndards de cada dispositiu connectat. Segons la infraestructura de la xarxa pot trobar-se en diferents disposicions.

*

Switch. Font Wikipedia

• L’encaminador, enrutador,  o router  és el dispositiu que connecta una xarxa i els seus dispositius amb Internet. L’encaminador gestiona les peticions de servei a Internet dels diferents ordinadors de la xarxa i en retorna la informació demanada. L’encaminador ha d’estar adaptat a la tecnologia de connexió externa, ja sigui fibra òptica o cable telefònic amb tecnologia ADSL. Els routers de tipus domèstic porten connexió per a línea ADSL, integren un switch i un punt d’accés WiFi.

• El connector RJ-45  permet la connexió física entre un dispositiu i el cable.

Font Viquipèdia