UD5 Estructura d'una xarxa

Comunicacions

L’objectiu final de les comunicacions és aconseguir que un ordinador estableixi comunicació amb un altre. Entre tots dos ordinadors hi pot haver 2 metres de distancia i una connexió directa. Pero també poden estar separats per milers de quilometres, units a través d’una xarxa de comunicacions via satél·lit, que pot suportar alguns milers de comunicacions més. En tots dos casos, I’operador d’un ordinador dialoga amb I’altre sense advertir quina mena d’enllaç hi ha entre ells.

Ús de les telecomunicacions

Les telecomunicacions estan canviant la manera de realitzar moltes tasques i fins i tot estan inventant mètodes que abans eren impossibles. A continuació s'ofereix una descripció d'algunes àrees afectades per les comunicacions.

Utilitat de les xarxes

Les xarxes permeten transmetre dades entre els ordinadors que pertanyen a diferents grups de treball, per intercanviar-se informació quasi instantaniament, sense necessitat de recórrer a altres mitjans de comunicació: cartes, facsímils, lIistats, disquets o cintes. Les xarxes faciliten I’accés de bases de dades comunes que contenen gran quantitat d’informació.




Propòsit de les xarxes

Atès que els ordinadors processen dades molt ràpidament, podem dir que “conquisten” el temps. Amb un ordinador podem realitzar en uns segons càlculs que a mà trigaríem mesos o anys a fer. Les xarxes d'ordinadors també ens han dut a la conquesta d'una altra dimensió: l'espai.

Estructura bàsica de la xarxa

L’establiment de comunicació entre dos punts A i B, per a l’intercanvi de dades, es realitza mitjançant una estructura en qué es distingeixen 7 parts: canal de transmissió i ETD (emissor i receptor), interfície (emissor i receptor), ETCD (emissor i receptor).


Equip terminal de dades

L’equip terminal de dades DTE (Data Terminal Equipment) del punt A (o B) és la màquina que utilitza I’usuari final. Generalment, inclou un processador i pot ser emissor de dades, receptor de dades o totes dues coses alhora. Una impressora és un ETD receptor de dades que escriu els caracters que ha rebut a través de la xarxa.



Xarxes de gran cobertura

Les xarxes de gran cobertura o WAN (Wide Area Network) permeten la comunicació entre dos ETD que es troben molt allunyats entre ells.
Utilitzen les xarxes telefóniques normals de transmissió de veu, les xarxes telefóniques especialitzades en transmissió de dades i els enllaços via satèl·lit.
Les xarxes de gran cobertura tenen una topologia molt irregular, que coincideix amb la de la xarxa telefónica. Aixó té I’avantatge que la connexió entre dos punts es pot produir a través de múltiples camins. Si una ruta de connexió està espatllada, es pot establir el contacte a través d’una altra. Les línies telefóniques de veu són lentes per a la transmissió de dades.




Xarxes locals

L’àmbit de funcionament de les xarxes d’àrea local, LAN (Local Area Network), es circumscriu als ordinadors d’un mateix departament, edifici o, a tot estirar, als d’un campus universitari o una planta industrial.
Les xarxes locals utilitzen canals que són propis de I’empresa on estan instal·lades, perquè la distància entre els elements de la xarxa és petita.
Les línies de transmissió o canals són digitals, de molt alta velocitat (fins a 400 megabits per segon) i de molta qualitat. Els errors de transmissió són mínims (menys d’1 error per cada 100 milions de bits transmesos) i, a més, els procediments de detecció d’errors poden simplificar-se respecte als necessaris en les xarxes de gran cobertura.
En les xarxes locals, els diferents ETD solen estar connectats permanentment a la xarxa i tot el protocol de petició de línia no és necessari.

Intranet


Es tracta de l'últim tipus de xarxa incorporada al món de l'empresa. La intranet o xarxa interna està basada en els principis d'Internet. Aquestes xarxes permeten a ordinadors de qualsevol classe comunicar-se fàcilment. El maquinari i programari necessaris són els mateixos que per a Internet; específicament, protocols TCP/ IP, un servidor i un navegador per a la World Wide Web. Avui dia, gran part dels ordinadors instal·lats en les empreses té possibilitat d'accedir a Internet i, per tant, disposen de maquinari i programari necessari per a conviure en una intranet.

Normes estàndard del nivell de xarxa

La norma més utilitzada a aquest nivell en les xarxes de gran cobertura és el protocol X25. Les xarxes de I’area local no tenen normes estàndard per a aquest nivell. Cada fabricant s’adapta als protocols d’alguna xarxa existent o en crea els seus propis.

Mòdems

Els ordinadors són màquines digitals. Qualsevol informació dirigida a un ordinador ha d'expressar-se en dígits, o nombres. Com ja sabeu, els ordinadors només treballen amb nombres binaris. No obstant això, els cables telefònics estan dissenyats per a suportar senyals analògics. Els senyals analògics són representacions elèctriques de les ones de so. Els esforços se centren a convertir el sistema telefònic analògic en digital, cosa que es realitza avui dia. Mentre la companyia telefònica continuï utilitzant equips analògics, els missatges se seguiran enviant com senyals analògics. El fet de connectar dos ordinadors mitjançant el sistema telefònic analògic requereix que ambdós ordinadors tinguin mòdems. Mitjançant un procés anomenat modulació, un mòdem transforma els senyals digitals de l'ordinador en tons analògics que poden transmetre's a través del sistema telefònic. En l'ordinador receptor, s'utilitza el procés conegut com desmodulació, en el qual el mòdem receptor transforma de nou aquest senyal d'analògic a digital. Els mòdems poden, per tant, modular i desmodular. De fet, d'aquí prové el seu nom mo(modulador)-dem(desmodulador).

Protocols de modulació

A l'hora d'establir comunicacions, els mòdems han de comportar-se conforme a estàndards anomenats protocols de modulació. Aquests protocols, establerts per organitzacions internacionals, asseguren que un mòdem de la marca A pot comunicar-se amb un altre mòdem, fins i tot si és d'un altre fabricant.

Actualment s'utilitzen diversos protocols de modulació. Cadascun d'ells especifica tot el necessari per a establir la comunicació, incloent el rang de transferència de dades. Aquest rang és la velocitat amb que dos mòdems poden intercanviar dades. El rang es medeix en bits per segon (bps), NO bytes per segon. El protocol de comunicació V.34 es va establir en 1994, permetent a dos mòdems similars intercanviar dades a una taxa de 28.800 bits per segon. L'estàndard anterior, V.32bis, establia una taxa de 14.400 bps. Posteriorment van aparèixer mòdems de 33.600 bps. Actualment, l'estàndard més estès és V.90, per a un mòdem de 56.000 bps.

Dos mòdems només es poden comunicar si segueixen el mateix protocol de modulació. Si un mòdem segueix el protocol V.34, no pot comunicar-se a 28.800 bps, tret que l'altre mòdem utilitzi el mateix protocol. No obstant això, en aquests casos, la major part dels mòdems poden funcionar a baix rendiment. Quan un mòdem intenta establir una connexió, automàticament entaula una negociació amb el mòdem de l'altra part. Els dos mòdems intenten establir quins protocols comparteixen, i utilitzen el rang més alt que ambdós poden suportar.


Senyals analògics

Les característiques més importants deis senyals analògics són l’amplitud i la freqüència.

L’amplitud esta relacionada amb la grandària del senyal. Un senyal débil és de poca amplitud, mentre que un senyal fort és de gran amplitud.

La freqüència indica el to del senyal. Un senyal d’alta freqüència sona agut; en canvi, un senyal de baixa freqüència sona greu.

La freqüència es mesura en hertzs Hz, que és la quantitat d’ones completes que es produeixen en un segon.

La veu humana genera senyals amb freqüències compreses entre 100 Hz i 4.000 Hz. Tanmateix, la línia telefònica no accepta senyals de freqüència més petits de 300 Hz, ni més grans de 3 400 Hz.

Modulació de freqüència

El métode de modulació més utilitzat en els mòdems de baixa velocitat, fins a 1.200 bits per segon (bps), és el FSK (Frequency Shift Keying). A cada nivell lògic Ii correspon una freqüència. Per enviar un 1 lògic, el mòdem genera un senyal de 1.800 Hz, i per enviar un 0 lògic genera un senyal de 1.000 Hz.
El módem receptor actua en sentit contrari. La detecció d’un senyal de 1.800-Hz es presenta a I’ordinador com un 1 lògic, i la detecció d’un senyal de 1.000 Hz es presenta com un 0 lògic.


Topologia

El disseny físic d'una xarxa d'àrea local es coneix com topologia. Les tres topologies més comunes són estrella, anell i sèrie o bus.

• Una topologia en estrella té un ordinador amfitrió responsable d'administrar la xarxa. Normalment, la base de dades i la impressora formen part d'aquest ordinador amfitrió (host). La resta de nodes s'afegeixen a l'amfitrió, i tots els missatges s'encaminen a través d'aquest. Si falla l'ordinador central, falla la xarxa.

• Una topologia en anell disposa tots els nodes en una estructura circular, sense un ordinador amfitrió central. Els missatges viatgen al voltant de l'anell fins que arriben a l'ordinador al que estan destinats. Si es trenca l'anell, falla la xarxa.

• Una topologia bus no utilitza un ordinador central ni un amfitrió. En el seu lloc, cada node administra part de la xarxa. La informació pot transmetre's directament d'un ordinador a un altre sense haver de passar per la resta dels nodes. La topologia bus és la LAN més segura, doncs les fallades d'un ordinador de la xarxa no afecten a la resta d'ordinadors.

Adreça Ip

Resolució d'adreces IP

D'acord amb el protocol d'internet una adreça IP és un nombre que identifica inequívocament un dispositiu lògic connectat a la xarxa. Dins d'una mateixa xarxa, cada adreça IP que s'utilitzi ha de ser única.

Una adreça IP es representa mitjançant un nombre binari de 32 bits (IPv4). Les adreces IP s'expressen com nombres de notació decimal: es divideixen els 32 bits de l'adreça en quatre octets (un octet és un grup de 8 bits). El valor decimal màxim de cada octet és 255 (el nombre binari de 8 bits més alt és 11111111, i aquests bits, de dreta a esquerra, tenen valors decimals de 1, 2, 4, 8, 16, 32, 64 i 128, la suma dels quals és 255). Un exemple d'adreça IP podria ser 192.168.1.123. Aquest és un exemple típic d'ip en xarxa local.

Hi ha tres classes d'adreces IP que una organització pot rebre de part del Registre Nord-americà de Nombres d'Internet (ARIN) (o ISP de l'organització): Classe A, B i C. En l'actualitat, ARIN reserva les adreces de Classe A per als governs de tot el món (encara que en el passat se li hagin atorgat a empreses de gran envergadura com, per exemple, Hewlett Packard) i les adreces de Classe B per a les mitjanes empreses. S'otorguen adreces de Classe C per a tots els altres sol·licitants.

Usos d'Internet

Internet presta tres serveis bàsics: correu electrònic (email), Telnet i el Protocol de Transferència d'Arxius (FTP). S'ha instal·lat una àmplia varietat de programes en Internet per a utilitzar tals serveis, combinar-los i facilitar el seu ús. Entre aquests, s'inclouen Archie, Gopher, WAIS i World Wide Web (WWW).

a) Correu electrònic
Internet s'ha convertit en el major sistema electrònic del món. Milions de persones estan connectades directament a Internet i poden enviar i rebre correu electrònic. A través de portes creades en altres sistemes de correu electrònic, milions més poden unir-se al total. Una adreça de correu electrònic d'Internet té dues parts: el nom d'usuari i el nom de domini. El nom d'usuari identifica a la persona que origina o rep el correu; el nom de domini identifica al sistema informàtic en el qual té el compte l'usuari.



Categories dels noms de domini i codis d'alguns països.

Nom de domini Descripció
com Organització comercial
edu Institució educativa
gov Agència governamental
mil Departament de defensa o altres agències militars
net Recurs en xarxa
org Organització privada
es Espanya
at Àustria
ca Canadà
fr França
ie Irlanda
jp Japó
uk Regne Unit
us Estats Units

Protocol de transferència d'arxius (FTP)

Altre ús comú d'Internet és obtenir programes d'ordinador i arxius mitjançant el Protocol de transferència d'arxius (FTP), un dels molts estàndards d'Internet. Amb l'ajuda d'un programa client d'Internet que s'executa en el nostre ordinador ajudant-nos a emprar FTP podem accedir als arxius públics situats en ordinadors repartits per tot el món. Aquests arxius són directoris d'ordinadors preparats especialment per a proporcionar un lliure accés públic als programes i arxius que contenen. Si no estem segurs d'on trobar un arxiu específic, un programa anomenat Archie pot indicar-nos les adreces de tots els servidors FTP on trobar còpia d'aquest arxiu.

El futur d'Internet

Cap a on s'encamina Internet? Moltes persones creuen que Internet evolucionarà cap a la Infraestructura d'Informació Nacional (NII). No obstant això, això sembla improbable. Internet està dissenyada per a sacrificar l'enviament de dades en favor de l'exactitud, i a costa del temps de transmissió. Per aquest motiu, Internet no és la millor xarxa per a utilitzar so i vídeo en temps real, doncs aquests requereixen un trànsit sense interrupcions. Internet no pot assegurar això. (Si podem visualitzar un vídeo mentre utilitzem un navegador Web com Netscape, és perquè el programa ha descarregat prèviament l'arxiu de vídeo complet en el nostre ordinador. Després de la interrupció per a realitzar la descàrrega, visualitzaremel vídeo, però no en temps real).

Les noves tecnologies requeriran millorar la transferència del so i el vídeo en temps real. Una solució proposada és el Mode de transferència asíncrona (ATM), un disseny complet per a xarxes que utilitza commutadors d'alta velocitat per a encaminar (per mitjà de routers) els missatges. ATM pot proporcionar so i vídeo en temps real, a més de programes i arxius.

La tecnologia està canviant la manera que vivim i treballem i com ens governem. El desafiament davant el qual es troben els governs és com utilitzar el poder de tecnologies com Internet quan una gran part de la població no té accés a ella. Les diferències entre qui té accés a ella i qui no ho te estan augmentant. Com pot una societat mantenir la igualtat d'oportunitats quan no tots tenen accés a elles? Es tracta d'un problema que convé afrontar i resoldre.