Implementarea Internetului în Rețelele Fără Fir

CAP. 1. STRUCTURI ŞI MODELE DE REFERINŢĂ ÎN REŢELELE DE CALCULATOARE

1.1. Subsisteme de Comunicaţie

În principal există două tipuri de tehnologii de transmisie:

1. Reţele cu difuzare.

2. Reţele punct-la-punct (peer-to-peer).

Reţelele cu difuzare au un singur canal de comunicaţii care este partajat de toate maşinile din reţea. Orice maşină poate trimite mesaje scurte, numite în anumite contexte pachete, care sunt primite de toate celelalte maşini. Un câmp de adresă din pachet specifică maşina căreia îi este adresat pachetul. La recepţionarea unui pachet, o maşină controlează câmpul de adresă. Dacă pachetul îi este adresat, maşina îl prelucrează; dacă este trimis pentru altă maşină pachetul este ignorat

Sistemele cu difuzare permit în general şi adresarea unui pachet către toate destinaţiile, prin folosirea unui cod special în câmpul de adresă. Un pachet transmis cu acest cod este primit şi prelucrat de toate maşinile din reţea. Acest mod de operare se numeşte difuzare. Unele sisteme cu difuzare suportă de asemenea transmisia la un subset de maşini, operaţie cunoscută sub numele de trimitere multiplă. Una din schemele posibile este să se rezerve un bit pentru a indica trimiterea multiplă. Restul de n-1 biţi de adresă pot forma un număr de grup. O maşină se poate abona la orice grup sau la toate grupurile. Prin contrast, reţelele punct-la-punct dispun de numeroase conexiuni între perechi de maşini individuale. Pentru a ajunge de la sursă la destinaţie pe o reţea de acest tip, un pachet s-ar putea să fie nevoit să treacă prin una sau mai multe maşini intermediare.

1.1.1. Reţele Locale

Reţelele locale (Local Area Networks), denumite în general LAN-uri, sunt reţele private localizate într-o singură clădire sau într-un campus de cel mult câţiva kilometrii. Ele sunt frecvent utilizate pentru a conecta calculatoarele personale şi staţiile de lucru din birourile companiilor şi fabricilor, în scopul de a partaja resurse (imprimante de exemplu) şi de a schimba informaţii. LAN-urile se disting de alte tipuri de reţele prin trei caracteristici:

1. Mărime.

2. Tehnologie de transmisie.

3. Topologie.

LAN-urile au dimensiuni restrânse, ceea ce înseamnă că timpul de transmisie în cazul cel mai defavorabil este limitat şi cunoscut dinainte. Cunoscând această limită, este posibil să utilizăm anumite tehnici de proiectare care altfel nu ar fi fost posibile. Totodată, se simplifică administrarea reţelei.

Pentru LAN -urile cu difuzare sunt posibile diverse topologii. Figura 1.1 prezintă două dintre ele.

Într-o reţea cu magistrală (cu cablu liniar), în fiecare moment una dintre maşini este master şi are dreptul să transmită. Restul maşinilor nu pot transmite. Când două sau mai multe maşini vor să transmită simultan, este necesar un mecanism de arbitrare. Mecanismul de arbitrare poate fi centralizat sau distribuit. De exemplu, IEEE 802.3, cunoscut ca Ethernet este o reţea cu difuzare bazată pe magistrală cu control descentralizat lucrând la 10 sau 100 Mbps. Calculatoarele dintr-un Ethernet pot transmite oricând doresc; dacă două sau mai multe pachete se ciocnesc, fiecare calculator aşteaptă o perioadă de timp aleatorie şi apoi încearcă din nou.

Un al doilea tip de reţea cu difuzare este reţeaua în inel. Într-un inel fiecare bit se propagă independent de ceilalţi, fără să aştepte restul pachetului căruia îi aparţine. În mod tipic, fiecare bit navighează pe circumferinţa întregului inel într-un interval de timp în care se transmit doar câţiva biţi, de multe ori înainte chiar ca întregul pachet să fi fost transmis. Ca în orice alt sistem cu difuzare, este nevoie de o regulă pentru a arbitra accesele simultane la inel.

Reţelele cu difuzare pot fi în continuare împărţite în statice şi dinamice, în funcţie de modul de alocare al canalului. O metodă tipică de alocare statică ar fi să divizăm timpul în intervale discrete şi să rulăm un algoritm round-robin, lăsând fiecare maşină să emită numai atunci când îi vine rândul. Alocarea statică iroseşte capacitatea canalului atunci când o maşină nu are nimic de transmis în cuanta de timp care i-a fost alocată, astfel că majoritatea sistemelor încearcă să aloce canalul dinamic (la cerere).

Metodele de alocare dinamică pentru un canal comun sunt fie centralizate, fie descentralizate. În cazul metodei centralizate de alocare a canalului există o singură entitate, de pildă o unitate de arbitrare a magistralei, care determină cine urmează la rând. Poate face acest lucru acceptând cereri şi luând o decizie conform unui algoritm intern. În cazul metodei descentralizate de alocare a canalului nu există o entitate centrală fiecare maşină trebuie să hotărască pentru ea însăşi dacă să transmită sau nu.