COMUNICACIÓ ENTRE ORDINADORS. XARXES INFORMÀTIQUES

COMUNICACIÓ ENTRE ORDINADORS. XARXES INFORMÀTIQUES IES CAP DE LLEVANT 4rt Tecnologia Departament de Tecnologia

1. COMPONENTS D’UNA XARXA DE COMUNICACIONS EMISSOR DESTINACIÓ FONT INFORMACIÓ MITJÀ DE TRANSMISSIÓ RECEPTOR MITJÀ DE TRANSMISSIÓ PERTORBACIONS TERMINAL DE TREBALL XARXA TELEFÒNICA PÚBLICA

1.1. Definició dels components Elements d’un sistema de comunicacions: • Font d’informació • Genera les dades a transmetre • Emissor (o transmissor) • Converteix les dades a senyals adequades per al mitjà de transmissió • Mitjà de transmissió • Transporta les dades • Ex: xarxa telefònica, aire, cable (Cu, fibra òptica, ...) • Normalment apareixen pertorbacions com: renou, interferències, retards, distorsions. • Receptor • Converteix la senyal rebuda en dades intel·ligibles per la destinació • Destinació • Agafa i processa les dades rebudes

1.2. Pertorbacions (problemes del medi) Els mitjans de comunicació es poden veure afectats per diversos factors que poden influir en el funcionament adequat de les comunicacions. Els més importants són: 1.- Atenuació: amb la distància el senyal es va degradant. Venen produïdes per la resistència del mitjà a la transmissió. Fa necessària l’amplificació del senyal. 2.- Soroll: pertorbacions produïdes per senyals d’igual naturalesa inserides entre emissor-receptor 3.- Interferències: pertorbacions produïdes per senyals de distinta naturalesa 4.- Distorsió: produeix una deformació del senyal en el sistema de comunicació 5.- Retard: segons la freqüència, alguns senyals arriben abans que altres.

2. XARXES INFORMÀTIQUES Són un conjunt d’ordinadors comunicats entre si per poder compartir la informació i els recursos comuns (impressores, fax, …) Constituïdes per: - Mitjans de transmissió: línies telefòniques o cables de dades - Nodes: ordinadors (routers) - Nodes de commutació: s’ocupen de la interconnexió dels equips

2.1. Components físics d’una xarxa Equips físics: ordinador i targeta de xarxa Mitjans de transmissió: cable coaxial, cable de parell trenat, fibra òptica, infrarrojos, ràdio, microones Gestionadors de la xarxa: - repetidors, - concentradors que són els encarregats de la connexió dels diferents equips d’una xarxa (hub, switch), - encaminadors o routers (s’utilitza per unir xarxes i transferir la informació pel camí adequat)

3. TIPUS DE XARXES

3.1. Tipus de xarxes segons l’extensió 1.Xarxa LAN (Local area network): transmissió de dades a poca distància. P.ex. a un edifici (empresa, institució) 2. Xarxa MAN (Metropolitan area network): subministra serveis dins una àrea urbana P.ex. Xarxes de dades o TV per cable 3. Xarxa WAN (Wide area network): engloba grups de xarxes distribuïdes des d’un país fins un continent. P.ex. Telefònica, Microsoft, IBM, HP

3.2. Tipus de xarxes segons titularitat • PRIVADES: instal·lació, ús i gestió exclusius d’un particular. Són exemples les xarxes de magatzems • PÚBLIQUES: la gestió la realitza un organisme públic competent i l’ús de la xarxa està obert a qualsevol usuari que ho desitgi.

3.3.Tipus de xarxes segons topologia(disposició) • Només hi ha un mitjà de transmissió (bus) i no hi ha nodes de commutació. Tots els ordinadors s’uneixen a un mateix cable i a tots els arriba la mateixa informació. • Avantatges: • - Són fàcils d’instal·lar • Van molt be en xarxes petites • S’utilitza molt poc cable • Molt fàcil d’ampliar i no requereix armari de cablejat • Inconvenients: • L'avaria d'un node, punt de connexió d'un equip informàtic, pot afectar tota la xarxa.- La detecció i el diagnòstic d'avaries és difícil.- El trànsit intens en el segment central pot arribar a col·lapsar la xarxa (col·lisions) • - Quan afegim una estació i obrim la xarxa, n'anul·lem el funcionament. 1.- XARXA EN BUS

3.3.Tipus de xarxes segons topologia(disposició) • És com un bus però tancat. Cada ordinador està connectat al següent i el darrer al primer. Cada estació té un receptor i un transmissor que fan la funció de repetidor passant el senyal al següent ordinador únicament en un sentit (unidireccional). • Avantatges: • -Avaries fàcils de detectar • Evita les col·lisions donant torns a cada ordinador • Poden utilitzar-se per volums d’informació grans • No requereix armari de cablejat • Inconvenients: • Expandir aquest tipus de xarxa resulta més complicat que en altres tipus d'estructures.- Són xarxes més cares perquè cal connectar totes les estacions a un mateix cable en forma d'anell. • Si cau un node paralitza tota la xarxa 2.- XARXA EN ANELL

3.3.Tipus de xarxes segons topologia(disposició) • Consisteix a unir tots els equips informàtics en un punt central que s'anomena concentrador, pel qual passa tota la informació que es transfereix per la xarxa. És un dels tipus de xarxa més utilitzats i més antics. • Avantatges: • -Avaries localitzades amb facilitat-Si s’avaria un equip no afecta la resta de la xarxa • Les ampliacions són més senzilles. • Inconvenients: • Si s’avaria el concentrador bloqueja la xarxa • Requereix col·locació d’armari de cablejat • La instal·lació és cara per la quantitat de cable a utilitzar i pel propi cost del concentrador 3.- XARXA EN ESTRELLA

3.3.Tipus de xarxes segons topologia(disposició) • Està formada per diversos bus que uneixen diverses estrelles. • Avantatges: • La detecció d'avaries és molt senzilla.- L'ampliació de nodes és molt fàcil de fer • Inconvenients: • Hi ha una dependència de la línia principal • Les avaries en una branca provoquen la caiguda de tots els nodes • Existeixen problemes d’atenuació del senyal per les distàcies i poden necessitar repetidors. • Requereix col·locació d’armari de cablejat 4.- XARXA EN ARBRE

3.3.Tipus de xarxes segons topologia(disposició) • Cada node està connectat a un o més dels altres nodes. • D’aquesta forma és possible dur els missatges d’un node a un altre per diferents camins. • Si la xarxa està completament connectada no pot existir cap tipus d’interrupció en les comunicacions. • Avantatges: • -No requereix un node central. • La caiguda d’un node no implica la caiguda de la xarxa- L'ampliació de nodes és molt fàcil de fer • Inconvenients: • Molt cares d’instal·lar • Precisen gran quantitat de cablejat • Cobren molta importància en l’ús del Wireless 5.- XARXA EN MALLA (complerta o incomplerta)

3.3. Elecció de la topologia adient Els factors a tenir en compte seran: • Aplicació: tipus d’instal·lació en què és més apropiada cada topologia • Complexitat tècnica: afectarà a la instal·lació i manteniment • Resposta: volum de tràfic que ha de suportar • Fiabilitat: susceptibilitat a avaries i errades • Expansió: possibilitat d’ampliar la xarxa

4. LA COMMUTACIÓ DE CIRCUITS I PAQUETS La commutació és el procés pel qual dos usuaris estableixen una comunicació emprant una mateixa infrastructura. P.ex.: La xarxa telefònica és una xarxa de commutació de circuits Formes de commutar

- Per a dur a terme una comunicació és necessari establir un circuit entre els dos extrems per mitjà de la xarxa. - Quan s’acaba la comunicació s’alliberen les línies Apareix amb els senyals digitals La informació es divideixen en paquets numerats i amb el destí assignat. S’envien pel camí amb menys trànsit. No s’estableix ningun circuit en exclusiva per a cada comunicació. P.ex: internet (protocol IP) Commutació de circuits Commutació de paquets

5. LA MULTIPLEXACIÓ • Consisteix en transmetre diverses senyals “mesclades” per un mateix mitjà de transmissió, de forma que en la recepció es puguin tornar a separar. P.ex.: emissores de TV, ràdio, telèfon,… Formes de multiplexar

MULTIPLEXACIÓ PER DIVISIÓ EN FREQÜÈNCIA (MDF) • Sistemes analògics • Cada senyal és modulat amb una ona portadora de diferent freqüència. • MULTIPLEXACIÓ PER DIVISIÓ EN EL TEMPS (MDT) • Sistemes digitals • Una vegada digitalizada cada senyal d’informació, es divideix en fragments. • Aquestos es van enviant de forma alterna. • És la més emprada en l’actualitat.

XARXES D'ÀREA LOCAL (LAN) o INTRANETS

1. PER QUÈ APAREIXEN? 1. Per què apareixen? Les LAN apareixen amb la necessitat d’interconnectar ordinadors per poder compartir diferents recursos (p.ex. dispositius cars com impressores de qualitat, discs durs, equips per realitzar còpies de seguretat)

INTERCANVIAR INFORMACIÓ IMPLICA... • Aspectes físics: cables, connectors, senyals, ... • Controlar que no es produeixin errors • Identificar els ordinadors dins la xarxa i la forma d’aconseguir que la informació generada arribi on es pretén.

COMPONENTS LÒGICS Sistema operatiu utilitzat pels equips (UNIX, LINUX, WINDOWS NT) Protocols: permeten l’entesa entre l’equip emissor i receptor COMPONENTS FÍSICS Ordinador: elements que es volen connectar. Només han de compartir els protocols de comunicació. Targeta de xarxa: adequa i processa la informació en format binari per tal que es pugui transportar per la xarxa Cables: coaxial, parell trenat, fibra òptica Gestionadors: repetidor, pont, concentrador, encaminador, passarel·la 2. COMPONENTS D’UNA XARXA

Components físics: cables i connectors CABLE COAXIAL + CONNECTOR BNC • Està en desús degut la major dificultat de connexió • i menor flexibilitat en les instal·lacions • - Utilitzat en topologia en bus: servidors - terminals PARELL TRENAT DE COURE + CONNECTOR RJ45 - Utilitzat en topologia en estrella: HUB-terminals-Router FIBRA ÒPTICA + CONNECTOR ST

Components físics: gestionadors (I) CONCENTRADOR HUB: Amplifica i reenvia a tots els ports els paquets de dades que arriben per un dels ports. CONCENTRADOR SWITCH:Té la mateixa funció que el concentrador hub però alhora de reenviar les dades decideix per quina porta han de ser enviades. Més eficient que el HUB. Treballa amb les adreces fixes de les targetes de xarxa. ENCAMINADOR O ROUTER:s'utilitza per a unir xarxes diferents i transferir la informació pel camí adequat. És un element que decideix quin és el camí òptim per dirigir la informació. Treballa amb IP.

Components físics: gestionadors (II) REPETIDOR: s’encarrega de repetir el senyal en llocs allunyats. PASSAREL·LA O GATEWAY:per connectar equips que posseeixen distints protocols de comunicació PONT O BRIDGE: s’utilitzen per ampliar xarxes que ja han assolir la seva capacitat màxima. EXERCICI: Quina diferència existeix entre “punt d’accés inalàmbric” i “router inalàmbric?

3. CONTROL D’ACCÉS AL MITJÀ • TOKEN PASSING: les estacions només poden transmetre quan capturen el Token. No hi ha col·lisions. • CSMA/CD (accés múltiple amb escolta de portadora i detecció de col·lisions): l’ordinador que vol accedir escolta si el canal està lliure abans d’emetre. Quan detecta que està lliure comença a emetre. • Si dues estacions comencen a emetre a la vegada es produeix una col·lisió. Per a xarxes en anell Per a xarxes en Bus

4. ELS PROTOCOLS DE COMUNICACIÓ Per intercanviar informació entre ordinadors es va fer necessari desenvolupar tècniques que regulessin la transmissió d’aquesta. Són els protocols. Protocols de xarxa hi ha un gran nombre però el que ha adquirit major importància en els darrers anys és el protocol TCP/IP.

4.1. El protocol TCP/IP Va néixer el 1974 i és el que avui s’utilitza per controlar el flux de dades a internet. EL PROTOCOL TCP: s’encarrega de fragmentar en paquets el missatge emès per després organitzar-los en la destinació. EL PROTOCOL IP: identifica els equips i encamina els paquets. Fa possible que els diferents paquets que formen un missatge viatgin per camins diferents fins a arribar a la destinació

COMUNICACIÓ ENTRE ORDINADORS. XARXES INFORMÀTIQUES