XARXES DE COMPUTADORS Xarxes de Computadors i Internetrobert/teaching/xci/transpas/... ·...

XARXES DE COMPUTADORS

Xarxes de Computadors i Internet

ESCOLA TÈCNICA SUPERIOR D’ENGINYERS INDUSTRIALS DE BARCELONA

Robert Joan Arinyo

RJA XCI ETSEIB – p. 1/32

Xarxes de Computadors

Les xarxes de computadors són

computadors interconnectats que intercanvieninformació seguint uns protocols previament establerts

Objectiu: Incrementar la rendibilitat dels equipaments


Antecedents


Antecedents I (II)

• La tecnologia dominant a la darrera meitad del Segle XX ha estat la relacionada amb lainformació en tot el que fa referència a l’obtenció, processament i distribució.

• Impacte superior al desenvolupament del telèfon, la ràdio i la televisió.

• La industria dels computadors ha evolucionat de manera espectacular en la seva curta vida,comparada amb d’altres industries com, per exemple, la de l’automòbil.

• El concepte de centre de càlcul entés com una sala amb un gran computador on els usuarisporten la seva informació per ser processada, va passar a la història ja fa alguns anys.

• La nova organització es basa en la coexistència d’un nombre creixent de computadors autònomsque estan interconnectats i que es reparteixen la feina: les xarxes de computadors .


Antecedents II (II)

• Es diu que dos computadors estan interconnectats si són capaços d’intercanviar informació.

• La connexió pot ser via cable de coure, de fibra òptica, ones electromagnètiques o via satel.lit.

• El concepte de xarxa implica autonomia dels elements components i una certa relació d’igualtatentre ells.

• No es consideren pròpiament com una xarxa aquelles instal.lacions en les que hi ha una relacióde mestre/esclau.

• Sistema informàtic distribuït : és un cas especial d’una xarxa que ha estat dotada d’unadeterminada transparència de funcionament proporcionada per un sistema operatiu.

En una xarxa, l’usuari farà el log in explícitament en una màquina, transferirà fitxers explícitamenti, en general, manegarà la xarxa personalment.


Comunicació bàsica


Comunicació bàsica I (II)

Les tècniques de comunicació entre els computadors digitals, que són els que tenim avuí dia,pertanyen a alguna de les tres categories següents:

1. Propietats dels senyals en els elements de transmissió (cables).

2. Ús dels senyals per transmetre bits i organització dels bits en caràcters.

3. Detecció i correcció d’errors de transmissió.

Veurem només unes nocions bàsiques referents a la segon categoria.


Elements de la comunicació I (II)

Modulació : Tècnica per codificar els senyals que transporten les xarxes.

Els components de la tècnica són:

• ModuladorEn el costat de l’emissor de la informació, el modulador codifica la informació en dues etapes:primer genera un senyal oscil.lant bàsic dit senyal de transport (carrier), desprès deforma elsenyal de transport en funció del senyal concret que cal transmetre, per exemple la veu humana.

• DemoduladorEn el costat del receptor de la informació, el demodulador efectua el procés invers o procés dedemodulació. El demodulador recupera la informació d’interés comparant el senyal rebut amb elsenyal de transport teòric.

Un mòdem és un aparell que incorpora un modulador i un demodulador.


Elements de comunicació II (II)

Mòdem A Mòdem B

línia de transmissió Computador B Computador A

Connexió bàsica de dos computadors


Xarxes locals


Xarxes locals

Les xarxes locals o xarxes LAN (Local Area Network )

• Permeten comunicar computadors de manera fiable, eficient i a cost raonable.

• Els computadors estan ubicats a curtes distàncies, per exemple dins d’un mateix edifici dedimensions no gaire grans.


Connexió directa I (II)

En la pimera tecnologia que es va aplicar a la comunicació entre dos computadors cadascun d’ellsincorporava una interfície hardware (placa) específica de comunicacions i després aquestes plaquess’interconnectaven amb un cable.

cableplaca deconnexió

Computador A Computador B


Connexió directa II (II)

• Funcionament: Les interfícies operen com perifèrics d’entrada/sortida.

1. Per comunicar-se, un computador escriu informació en la seva interfície com si fos un disc.

2. Aleshores les interfícies efectuen la transferència entre elles.

3. Finalment, l’altre computador llegeix la informació de la seva interfície com si fora un disc.

• Avantatges: comunicació senzilla amb transferència d’informació molt ràpida.

• Inconvenients: resulta cara (cada computador necessita una placa de comunicacions costosa) ipoc funcional (disparitat de computadors, sensible a fallades dels components, etc).


Tecnologia LAN

Un computador es connecta a una LAN a través d’una interfície hardware que consta de tres elements:

1. Una placa de circuïts interna al computador

2. Un cable que connecta la placa a la LAN

3. Un element hardware (connector) que efectivament realitza la connexió física entre el cable i laLAN.

LAN

Computador A Computador CComputador B


Connexió a una LAN

• Bàsicament, les xarxes LAN són un cable al qual es connecten els computadors.

• En general, les xarxes LAN abasten distàncies curtes i no calen mòdems.

• Es pot dir que la xarxa té existència pròpia i independent de cadascun dels computadorsconnectats, de manera que si un d’ells falla, la xarxa continua estant activa i la resta decomputadors poden encara comunicar-se.


Funcionament de la LAN

Des del punt de vista del computador, la interfície amb la LAN opera com si fós un perifèricd’entrada/sortida.

El funcionament és com segueix.

Quan el computador A transmet un missatge al computador B, no transmet el missatge directamentdes de la seva memòria central a la LAN sino que:

1. A copia la informació a la seva interfície LAN.

2. La interfície LAN transmet la informació a la LAN.

3. La LAN dipositarà la informació en la interfície LAN del computador B.

4. Un cop la interfície LAN de B ha rebut tot el missatge, aquest és copiat a la memòria central deB.

Notis que no cal que els computadors treballin a la mateixa velocitat ni que cap d’ells treballi a lavelocitat de la LAN perquè només són les interfícies les que intervenen realment en l’operació decomunicació.


Ethernet

La tecnologia LAN va canviar la manera en la que s’usaven les xarxes de computadors:

• Abans de l’aparició de les LAN, la comunicació entre computadors era simplement una via persalvar distàncies geogràfiques.

• A partir del moment en el que les LAN assoliren un desenvolupament suficient, les xarxes esvaren aplicar a la interconnexió de computadors dins d’un mateix edifici i, fins i tot, dins d’unamateixa sala on, aparentment, no calia.

• Va ser possible un millor aprofitament dels recursos disponibles fent-los d’ús compartit.

Ethernet és el nom amb el que Xerox va batejar el seu producte comercial LAN que, posteriorment, haesdevingut el model de referència de les xarxes LAN.


Xarxes regionals


Xarxes regionals I (III)

Xarxes regionals o xarxes WAN (Wide Area Network )

• Connecten diversos computadors situats a grans distàncies geogràfiques.

• Les WAN usen módems per transmetre senyals a través de les línies de connexió.

• Les WAN coordinen les possibles connexions entre els diversos computadors connectats.

• La coordinació es realitza mitjançant uns computadors específics dedicats a la gestió i control dela xarxa.

• Aquests computadors fan que l’operació de la xarxa sigui independent dels computadors que esconnecten a la mateixa.


Xarxes regionals II (III)

• Els computadors connectats a una WAN s’organitzen en conjunts locals.

• Per cada conjunt local de computadors, la xarxa té un computador dedicat que gestiona lescomunicacions.

WANComputador

Computador dedicat

Principi de funcionament:

• Els computadors dedicats reben els missatges procedents de computadors de grups diferents alseu i els lliuren al computador corresponent pertanyent al seu grup.

• Simètricament, els computadors dedicats reben els missatges dels computadors del seu grup iels transmeten a travès de la xarxa cap a la seva destinació.


Xarxes regionals III (III)

• La tecnologia WAN necessita una bona planificació i una quantitat significativa d’elementshardware addicionals.

• Per instal.lar una WAN cal construir o llogar una línia de transmissió a gran distància.

• Mòdems.

• Computadors de propòsit específic.

• El software usat per gestionar la WAN.

• Elements hardware que actuaran com a interfícies entre cadascun dels computadors i la xarxaWAN.

Tot això fa que les WAN siguin més cares que les LAN.


Internetworking


Connexió LAN-WAN I (II)

• Diversos desenvolupaments han portat a l’existència de diverses tecnologies específiques en laconstrucció de xarxes WAN.

• Cada tecnologia té un disseny propi, triat en funció de la velocitat de transmissió, distànciageogràfica i cost econòmic.

• En general, les diferents tecnologies WAN són incompatibles i no permeten crear una nova WANper interconnexió directa dels cables de dues WAN existents.

• Per a una organització determinada, el fet que les tecnologies WAN no siguin compatibles esresol simplement triant-ne una i instal.lant només aquesta tecnologia.

• Les WAN també són incompatibles amb les LAN.

• Aleshores, les diverses LAN que tingui una organització no podran ser connectades mitjançantuna única WAN.


Connexió LAN-WAN II (II)

• Internetworking : conjunt d’estudis i desenvolupaments relacionats amb la solució de lainterconnexió de xarxes LAN i WAN.

• internet : abreujament d’Internetworking.

• Internet : prototip concret desenvolupat per l’organització Advanced Research Projects Agency(ARPA) del Departament de Defensa dels USA.

Notis que està escrit amb I majúscula.


Paradigma client-servidor


Client-servidor I (VI)

Arquitectura client-servidor : paradigma de comunicació en les xarxes de computadors en el què unaaplicació inicia de manera activa la interacció mentre que l’altra espera de manera passiva.

• Client : procès executat en un computador que inicia de manera activa el contacte amb un altreprocès servidor.

• Servidor : procès executat en un computador que roman passiu a l’espera de ser contactat perun procès client.


Client-servidor II (VI)

interficie

xarxa

transport

xarxa

client servidor

transport

interficie

xarxa

Un client i un servidor que usen un protocol per comunicar-se a través d’una xarxa


Client-servidor III (VI)

Característiques generals del software client:

• És una aplicació arbitrària que realitza càlculs localment i que esdevé client d’una maneratemporal quan necessita accès remot.

• És invocat directament per l’usuari i s’executa dins d’una sessió determinada.

• És executat localment en el computador de l’usuari.

• Inicia de manera activa el contacte amb el servidor.

• Pot accedir diversos servidors segons les necessitats pròpies, però només en contacta demanera activa un en cada moment.

• No requereix hardware especial ni sistemes operatius sofisticats.


Client-servidor IV (VI)

Les característiques generals del software servidor:

• És un programa de propòsit especial que té privilegis, està dedicat a donar servei i pot manegarsimultàniament diversos client remots.

• És invocat automàticament quan s’inicialitza el sistema i continua en execució durant diversessessions.

• S’executa en un computador multitasca.

• Espera passivament que clients situats remotament el contactin.

• Accepta contactes de qualsevol client, però només ofereix un determinat servei.

• Necessita hardware potent i sistemes operatius sofisticats.


Client-servidor V (VI)

servidor servidor1 2

interficie

xarxa

transport

xarxa xarxa

interficie

transport

client 2

xarxa

interficie

transport

client 1

Dos servidors en un computador al que accedeixen diversos clients des d’altres computadors


Client-servidor VI (VI)

xarxa

interficie

transport

client 1

xarxa

transport

xarxa

interficie

servidor1 2

client

xarxa

interficie

transport

2servidor

Servidors i clients en diversos computadors


Fi

Xarxes de Computadors


XARXES DE COMPUTADORS Xarxes de Computadors i Internetrobert/teaching/xci/transpas/... ·...

Documents

Transcript of XARXES DE COMPUTADORS Xarxes de Computadors i Internetrobert/teaching/xci/transpas/... ·...