Συζήτηση χρήστη:Aandreatos

Τα περιεχόμενα της σελίδας δεν υποστηρίζονται σε άλλες γλώσσες.
Από Βικιεπιστήμιο

ΔΙΚΤΥΑ ΥΠΟΛΟΓΙΣΤΩΝ[επεξεργασία]

ΜΑΘΗΜΑ: ΔΙΚΤΥΑ ΥΠΟΛΟΓΙΣΤΩΝ

Προλογικό σημείωμα

Στο μάθημα αυτό θα μελετήσουμε κυρίως το Διαδίκτυο και τα ΔΙΚΤΥΑ ΥΠΟΛΟΓΙΣΤΩΝ που βασίζονται στην αρχιτεκτονική του, δηλ. στην στοίβα πρωτοκόλλων TCP/IP. Προς τούτο, σ' αυτήν την εισαγωγή θα δώσουμε τις βασικές έννοιες [πρωτόκολλο, στοίβα πρωτοκόλλων, επίπεδα δικτύου, κλπ]. Α. ΑΝΔΡΕΑΤΟΣ, ΟΚΤ. 2011

ΚΕΦ. 1 – ΕΙΣΑΓΩΓΗ ΣΤΑ ΔΙΚΤΥΑ

ΣΚΟΠΟΣ

Το κεφάλαιο αυτό παρουσιάζει μιαν ιστορική εισαγωγή στα Δίκτυα, εξηγεί πώς χρησιμοποιούνται και γιατί έχουν μεγάλη εξάπλωση. Επίσης ταξινομεί τα δίκτυα σε κατηγόριες βάσει διαφόρων κριτηρίων και δίνει μερικούς θεμελιώδεις ορισμούς.

ΠΡΟΣΔΟΚΩΜΕΝΑ ΑΠΟΤΕΛΕΣΜΑΤΑ

 Όταν θα έχετε ολοκληρώσει την μελέτη του κεφαλαίου αυτού θα γνωρίζετε: 
  • Τι είναι δίκτυο, τι προσφέρει στο σύγχρονο εργασιακό και οικιακό περιβάλλον.
  • Τις βασικές χρήσεις και τα πλεονεκτήματα των δικτύων
  • Τις διάφορες κατηγορίες δικτύων αναλόγως των κριτηρίων ταξινόμησης
  • Τι σημαίνουν οι όροι δίκτυο, διαδίκτυο και Διαδίκτυο και ποίες οι διάφορες τους
  • Τι σημαίνει υπηρεσία με σύνδεση και υπηρεσία χωρίς σύνδεση.

ΚΕΦΑΛΑΙΟ Α΄ - ΕΙΣΑΓΩΓΗ ΣΤΑ ΔΙΚΤΥΑ

1.1. Τί είναι δίκτυο

Δίκτυο Η/Υ είναι ένα σύνολο σαφώς διακεκριμένων, αυτόνομων αλλά διασυνδεδεμένων μεταξύ τους Η/Υ που μπορούν να επικοινωνούν και να ανταλλάσσουν πληροφορίες.

ΟΡΙΣΜΟΣ: Δίκτυα υπολογιστών ονομάζονται τα συστήματα που αποτελούνται από ξεχωριστούς, αυτόνομους υπολογιστές (και περιφερειακά) συνδεδεμένους μεταξύ τους, οι οποίοι συνδέονται με συγκεκριμένη υποδομή, και μπορούν να ανταλλάσσουν μεταξύ τους πληροφορίες.

Οι υπολογιστές επικοινωνούν με αυστηρούς κανόνες "συνομιλίας" που ονομάζονται πρωτόκολλα επικοινωνίας. Τα δίκτυα αποτελούν εφαρμογή τόσο της επιστήμης της πληροφορικής όσο και των τηλεπικοινωνιών, δεδομένου ότι τα φυσικά μέσα επικοινωνίας των ΗΥ αποτελούν οι τηλεπικοινωνιακές γραμμές όπως χάλκινοι αγωγοί, οπτικές ίνες, και ο ατμοσφαιρικός αέρας (π.χ. μέσω τηλεπικοινωνιακών δορυφόρων ή μικροκυμάτων).

1.2. Χρήσεις και πλεονεκτήματα των δικτύων

Ο κυριώτεροι λόγοι εγκατάστασης ενός δικτύου είναι οι εξής :

1. Ο μερισμός (διαμοιρισμός) των πόρων, με τον οποίο επιτυγχάνεται η προσπέλαση όλων των κοινόχρηστων και πολλές φορές ακριβών αγαθών (προγραμμάτων και υλικού) μιας εταιρείας όπως εκτυπωτές λέϊζερ ή βάσεις δεδομένων από οποιονδήποτε χρήστη συνδεδεμένο στο δίκτυο, ανεξάρτητα από τη γεωγραφική του θέση. Με τον τρόπο αυτόν δίνεται η δυνατότητα σε πολλούς χρήστες, ανεξάρτητα με το πού αυτοί βρίσκονται, να ανταλλάσσουν πληροφορίες.

2. Η παροχή υψηλής αξιοπιστίας έχοντας εναλλακτικές πηγές παροχής δεδομένων. Για παράδειγμα, όλα τα αρχεία μπορούν να αποθηκευθούν σε δύο ή τρεις μηχανές, ώστε αν μία από αυτές δεν είναι διαθέσιμη λόγω τεχνικής βλάβης, να χρησιμοποιηθούν τα αντίγραφα των δεδομένων από άλλες μηχανές. Επιπλέον η παρουσία πολλών κεντρικών μικροεπεξεργαστών δίνει τη δυνατότητα, όταν ο ένας δε λειτουργεί, οι εργασίες να γίνονται από τους άλλους, έστω και με μειωμένη απόδοση.

3. Η εξοικονόμηση χρημάτων. Οι μικροί υπολογιστές έχουν μικρότερο λόγο κόστους ανά απόδοση σε σχέση με τους μεγαλύτερους. Τα μεγάλα συστήματα υπολογιστών είναι αρκετά πιο γρήγορα και από τους ταχύτερους προσωπικούς υπολογιστές (PC), αλλά κοστίζουν πολύ περισσότερο. Αυτή η ανισορροπία έχει αναγκάσει πολλούς σχεδιαστές να αναπτύσσουν συστήματα από ισχυρούς προσωπικούς υπολογιστές, με τα δεδομένα να φυλάσσονται σε μία ή περισσότερες διαμοιραζόμενες μηχανές εξυπηρέτησης αρχείων (file servers).

4. Ένα δίκτυο αποτελεί ένα ισχυρό μέσον επικοινωνίας μεταξύ υπαλλήλων εταιρειών, που εργάζονται σε διαφορετικά γραφεία η ακόμα και υποκαταστήματά τους. Χρησιμοποιώντας ένα δίκτυο, είναι δυνατό να συνεργαστούν άτομα, που βρίσκονται σε διαφορετικά μέρη. Όταν κάποιος κάνει μια τροποποίηση σε ένα κείμενο, οι συνεργάτες του μπορούν να ενημερωθούν για τη διόρθωση αυτή αμέσως χωρίς να χρειάζεται ταχυδρομική επιστολή. Μια τέτοια αύξηση της ταχύτητας διευκολύνει την συνεργασία ατόμων που κατοικούν μακριά, πράγμα που ήταν αδύνατο στο παρελθόν.

5. Η δυνατότητα βαθμιαίας αύξησης της επεξεργαστικής ισχύος και της απόδοσης του συστήματος (δικτύου) καθώς αυξάνει η επεξεργαστική ισχύς με απλή πρόσθεση και άλλων υπολογιστών. Στους κεντρικούς μεγάλους υπολογιστές (mainframes) αυτό απλώς δεν είναι δυνατόν: όταν το σύστημα δε μπορεί να αντεπεξέλθει στις απαιτήσεις των χρηστών, θα πρέπει να αντικατασταθεί από ένα μεγαλύτερο, συνήθως με υψηλότερο κόστος και προκαλώντας μεγαλύτερη αναστάτωση στους χρήστες.

6. Τα δίκτυα με την βοήθεια της σημερινής τεχνολογίας έχουν αρχίσει να αλλάζουν τον παραδοσιακό τρόπο εργασίας γραφείου και έχουν εισαγάγει έναν νέο τρόπο ομαδικής εργασίας (προγράμματα “groupware”, δηλ. ομαδικής εργασίας με αυξημένη αλληλεπίδραση). Τα τοπικά δίκτυα εταιρειών και τα πακέτα αυτοματισμού γραφείου, μαζί με το λογισμικό τηλεδιασκέψεων, παρέχουν δυνατότητες ομαδικής εργασίας που έχουν αλλάξει τον παραδοσιακό τρόπο εργασίας γραφείου εισάγοντας μια νέα φιλοσοφία.

7. Η πρόσβαση σε διεθνείς επαγγελματικές πηγές πληροφοριών όπως διεθνείς βάσεις δεδομένων, ηλεκτρονικές βιβλιοθήκες, επαγγελματικούς κόμβους μεγάλων εταιρειών κλπ.

8. Η χρήση του δικτύου για την κατάργηση των αποστάσεων που απαιτείται στην εποχή της παγκοσμιοποίησης της οικονομίας, μέσω εφαρμογών όπως η τηλεδιάσκεψη, η τηλεκπαίδευση κ.ά. εφαρμογές που θα προκύψουν στο μέλλον.


1.3. Σύντομη ιστορία των δικτύων

Το πρώτο δίκτυο που κατασκευάσθηκε ήταν το ARPAnet, το 1970, που αναπτύχθηκε από τον στρατιωτικό οργανισμό Defense Advanced Research Projects Agency (ARPA ή DARPA) του υπουργείου Εθν. Άμυνας των Η.Π.Α. Ο βασικός στόχος του ARPAnet δεν ήταν τόσο η επικοινωνία μεταξύ των κρατικών υπηρεσιών και του στρατού, αλλά η δημιουργία ενός στρατιωτικού δικτύου διοίκησης και ελέγχου, ανθεκτικού σε περίπτωση πυρηνικού πολέμου και φυσικών καταστροφών, σε περίπτωση που επλήττετο το τηλεφωνικό δίκτυο λόγω πολέμου. Με άλλα λόγια η DARPA ήθελε να δημιουργήσει ένα μεγάλο δίκτυο τηλεπικοινωνιών που θα μπορούσε να λειτουργήσει κάτω από οποιεσδήποτε συνθήκες. Το ARPAnet έπρεπε να λειτουργεί ακόμη και αν κάποιο τμήμα του κατάρρεε ή αποσυνδεόταν από αυτό για οποιοδήποτε λόγο. Η επιδιωκόμενη ανοχή σε σφάλματα έγινε η κινητήριος δύναμη για τη δημιουργία ανθεκτικών πρωτοκόλλων, τεχνικών και στοιχείων του ARPAnet. Αυτό θα διαμόρφωνε τον τρόπο με τον οποίο οι τηλεπικοινωνίες θα πραγματοποιούνταν τα επόμενα χρόνια, φθάνοντας μέχρι και το το σημερινό Ιντερνέτ. Η DARPA δημιούργησε πρωτόκολλα που βασίζονταν στην υπόθεση ότι το δίκτυο δεν θα μπορούσε να λειτουργήσει με αξιοπιστία 100%. Για να ξεπεραστούν αυτοί οι περιορισμοί ενός μη αξιόπιστου δικτύου, τα πρωτόκολλα έπρεπε να αναλαμβάνουν απόλυτη ευθύνη για την ακριβή μετάδοση μηνυμάτων. Τα πρώτα πρωτόκολλα που σχεδιάσθηκαν και λειτούργησαν ήταν το TCP και το IP. Αυτά φτιάχθηκαν με την προοπτική της διαδικτύωσης εξ αρχής, και γι’ αυτό η σημερινή διάδοσή τους - και η επιτυχία του Ιντερνέτ - είναι μεγάλη.

1.4. Εφαρμογές των δικτύων

Η σχεδίαση, η εγκατάσταση και η συντήρηση δικτύων υπολογιστών όπως επίσης η κατασκευή του λογισμικού και του υλικού των, είναι ένας από τους ταχύτερα αναπτυσσόμενους τομείς της τεχνολογίας. Αυτό οφείλεται αφ’ ενός στη ραγδαία πρόοδο και εξάπλωση των υπολογιστών με ταυτόχρονη αύξηση των δυνατοτήτων τους και μείωση του κόστους, και αφ’ ετέρου στην ανάπτυξη των τηλεπικοινωνιών. Η “διείσδυση” των προσωπικών υπολογιστών στα νοικοκυριά (7 στα 10 στις πιο προηγμένες χώρες) και η πρόσβαση στο Ιντερνέτ από το σπίτι μεγάλωσαν την αγορά ακόμα περισσότερο, πολλαπλασίασαν ακόμα περισσότερο τις εφαρμογές, έρριξαν το κόστος των PC κάτω από τα 1000 δολλάρια στις ΗΠΑ και αύξησαν θεαματικά την δημοτικότητα του Ιντερνέτ.

Τα δίκτυα παρέχουν στους χρήστες τους υπηρεσίες, δηλ. διάφορες λειτουργίες και τρόπους αξιοποίησης του δικτύου με σκοπό την εξυπηρέτηση του χρήστη και την προαγωγή της εργασίας του. Οι υπηρεσίες έχουν τεχνικά χαρακτηριστικά (όπως ρυθμό μετάδοσης κ.ά), οικονομικά χαρακτηριστικά (όπως κόστος) και “χρηστικά” χαρακτηριστικά (όπως η εργονομία, η αλληλεπίδραση ανθρώπου-ΗΥ κλπ - human factors).

Πάνω στις υπηρεσίες του δικτύου “κάθονται” οι εφαρμογές (applications). Οι εφαρμογές χρησιμοποιούνται από μεμονωμένους χρήστες ή από ομάδες χρηστών, και χρησιμοποιούν τις τηλεπικοινωνιακές υπηρεσίες που παρέχει το δίκτυο. Παραδείγματα υπηρεσιών αποτελούν η τηλεκπαίδευση και η τηλεργασία.

1.4.1. Εφαρμογές καθημερινής ζωής

Η ώθηση για την ευρεία χρήση των δικτύων υπολογιστών δόθηκε κυρίως από οικονομικούς και τεχνολογικούς παράγοντες. Εάν τα μεγάλα υπολογιστικά συστήματα είχαν χαμηλές τιμές, οι περισσότερες εταιρείες θα διατηρούσαν τα δεδομένα τους σε αυτά και θα είχαν τερματικά με τα οποία θα συνδέονταν οι υπάλλήλοι τους. Τις δεκαετίες του ’60 και του ’70 οι περισσότερες εταιρείες λειτούργησαν με αυτό τον τρόπο. Τα δίκτυα υπολογιστών έγιναν γνωστά στο ευρύ κοινό όταν αναπτύχθηκαν τα πρώτα δίκτυα προσωπικών υπολογιστών, τα οποία προσέφεραν στους χρήστες τους μικρότερο λόγο τιμής προς απόδοση.

Κατά την τελευταία δεκαετία του αιώνα μας, τα δίκτυα υπολογιστών άρχισαν να παρέχουν διάφορες υπηρεσίες στους χρήστες τους. Οι κυριώτερες απ’ αυτές είναι:

1. Προσπέλαση απομακρυσμένων δεδομένων 2. Επικοινωνία των χρηστών 3. Τηλεργασία 4. Οικονομικές εφαρμογές (ηλεκτρονικό εμπόριο, χρηματιστήριο, τραπεζικές συναλλαγές κλπ) 5. Ψυχαγωγία 6. Εκπαίδευση

Η προσπέλαση σε απομακρυσμένα δεδομένα έχει πολλές μορφές. Σήμερα στο Ιντερνέτ μπορεί κανείς πολύ εύκολα να βρει πληροφορίες για την τέχνη, την οικονομία, την πολιτική, την υγεία, την ιστορία, τα χόμπυ, την επιστήμη, τον αθλητισμό, τα ταξίδια και πολλά άλλα θέματα. Η προσπέλαση σε οικονομικές και χρηματιστηριακές πληροφορίες αποτελεί μια συνηθισμένη εφαρμογή. Πολλά άτομα πληρώνουν τους λογαριασμούς τους και χειρίζονται τις καταθέσεις και επενδύσεις τους μέσω δικτύων. Η αγορά ειδών για το σπίτι έχει αρχίσει να γίνεται μέσω καταλόγων, που παρέχονται από εταιρείες στους χρήστες τους. Μερικοί από αυτούς τους καταλόγους θα παρέχουν σύντομα τη δυνατότητα να βλέπουν οι χρήστες-αγοραστές ένα σύντομο διαφημιστικό μήνυμα για το προϊόν της επιθυμίας τους.

Εφημερίδες και περιοδικά ήδη διαβάζονται μέσω δικτύων. Στο μέλλον θα γίνουν περισσότερο προσωπικές, καθώς θα είναι δυνατόν ο αναγνώστης να επιλέγει από την εφημερίδα τα θέματα που επιθυμεί να διαβάσει. Ήδη σήμερα λειτουργούν πολλές υπηρεσίες ενημέρωσης μέσω του ηλεκτρονικού ταχυδρομείου, που παρέχουν αυτήν την δυνατότητα “εξατομίκευσης” του περιεχομένου των ειδήσεων. Η εφημερίδα θα στέλνεται το βράδυ στον υπολογιστή του και θα τυπώνεται στον εκτυπωτή. Το επόμενο βήμα είναι η διακίνηση βιβλίων μέσω του δικτύου σε ψηφιακή μορφή. Το κόστος, το μέγεθος και το βάρος ενός βιβλίου που θα παρέχεται μέσω ενός φορητού υπολογιστή, θα έχει σαν συνέπεια, τα τυπωμένα βιβλία να θεωρούνται στο μακρινό μέλλον απαρχαιωμένα.

Όλες οι παραπάνω υπηρεσίες περιλαμβάνουν επικοινωνία χρήστη και παρόχου. Σημαντικές εφαρμογές των δικτύων υπάρχουν και στον τομέα της ανθρώπινης επικοινωνίας. Το ηλεκτρονικό ταχυδρομείο χρησιμοποιείται ευρύτατα από εκατομμύρια ανθρώπους και μάλιστα με εικόνα και ήχο. Η ανταλλαγή δεδομένων σε πραγματικό χρόνο επιτρέπει στους απομακρυσμένους χρήστες να επικοινωνούν χωρίς καθυστέρηση, βλέποντας και ακούγοντας ο ένας τον άλλο. Αυτή η τεχνολογία κάνει δυνατές τις συσκέψεις εξ αποστάσεως (virtual meetings) μεταξύ ατόμων που βρίσκονται σε μεγάλη απόσταση. Οι «συναντήσεις εικονικής πραγματικότητας» χρησιμοποιούνται ήδη στην εκπαίδευση, στον ιατρικό χώρο και σε πλήθος άλλων εφαρμογών.

Η ψυχαγωγία αποτελεί μια διαρκώς αναπτυσσόμενη βιομηχανία. Η κύρια εφαρμογή εδώ θα είναι η μετάδοση video κατ’ απαίτηση των χρηστών (σε ψηφιακή μορφή, DVD). Στα επόμενα χρόνια θα είναι δυνατή η επιλογή ενός τηλεοπτικού προγράμματος ή μιας ταινίας (video on demand, VOD) τα οποία θα εμφανίζονται στην οθόνη του υπολογιστή αμέσως, σαν να παίζονταν στον δικό του οδηγό DVD. Ακόμη οι χρήστες θα παρακολουθούν τηλεόραση ζωντανά συμμετέχοντας σε τηλεπαιχνίδια και σε διάφορες εκπομπές (αλληλεπιδραστική τηλεόραση).

Από την άλλη πλευρά όμως η μετάδοση εικόνας video μπορεί να τεθεί σε δεύτερη μοίρα και να αντικατασταθεί από τα παιχνίδια. Ήδη έχουν δημιουργηθεί παιχνίδια προσομοίωσης σε πραγματικό χρόνο, όπως παιχνίδια σκοποβολής και εξομοιωτές πτήσεως. Με τη χρήση διοπτρών, τρισδιάστατων γραφικών, κινούμενων εικόνων φωτογραφικής ποιότητας, δημιουργείται ένας κόσμος «εικονικής πραγματικότητας». Γενικά οι μελλοντικές εφαρμογές είναι ακόμα άγνωστες και θα αλλάξουν δραστικά τον τρόπο ζωής μας.

1.5. Ταξινόμηση των δικτύων βάσει του μεγέθους

Ας δούμε τώρα πώς ταξινομούνται τα δίκτυα βάσει του μεγέθους τους. Δίκτυα με πολλούς υπολογιστές τοποθετημένους στο ίδιο κτήριο ή σε μια μικρή περιοχή ονομάζονται LAN (Local Area Network Δίκτυα Τοπικής Περιοχής ή Τοπικό Δίκτυο), σε αντίθεση με τα WAN (Wide Area Networks: Δίκτυα Ευρείας Περιοχής) τα οποία καταλαμβάνουν μια πόλη ή και μια χώρα. Οι κυριώτερες διαφορές μεταξύ LAN και WAN είναι: 1. Η διάμετρος των LAN δεν ξεπερνάει τα λίγα χιλιόμετρα, ενώ στα WAN εκτείνεται σε αποστάσεις της τάξης των 10-1000 χιλιομέτρων. 2. Τα LAN έχουν ρυθμό μετάδοσης δεδομένων από μερικά Mb/s ώς εκατοντάδες Gb/s), ενώ τα WAN, λίγα Mb/s. 3. Τα LAN ανήκουν πλήρως σε έναν οργανισμό, ενώ τα WAN πάντοτε σε περισσότερους.


ΑΠΟΣΤΑΣΗ Η/Υ ΟΙ Η/Υ ΒΡΙΣΚΟΝΤΑΙ ΣΤΟ / ΣΤΗΝ : ΚΑΤΗΓΟΡΙΑ ΔΙΚΤΥΟΥ 3 μ Ίδιο δωμάτιο piconet 10 μ Ίδια οικία Τοπικό 100 μ Ίδιο κτήριο Τοπικό 1 χλμ Ίδια πανεπιστημιόπολη Τοπικό 10 χλμ Ίδια Πόλη Μητροπολιτικό 100 χλμ Ίδια Χώρα Δίκτυο ευρείας περιοχής 1.000 χλμ Ίδια Ήπειρο Δίκτυο ευρείας περιοχής 10.000 χλμ Ίδιο Πλανήτη (Το) Διαδίκτυο

Πίνακας 1—1 : Ταξινόμηση των δικτύων αναλόγως του μεγέθους

Ανάμεσα στα LAN και στα WAN υπάρχουν τα MAN (Metropolitan Area Networks: Μητροπολιτικά Δίκτυα). Αυτά τα δίκτυα καλύπτουν μια ολόκληρη πόλη, αλλά χρησιμοποιούν τεχνολογία LAN. Δηλαδή πρόκειται για δίκτυα LAN που λειτουργούν σε μια μεγάλη περιοχή. Την τελευταία δεκαετία, όλοι ενδιαφέρονται για την εγκατάσταση δικτύων LAN. Βασικά οι λόγοι είναι ίδιοι με αυτούς που ισχύουν για την εγκατάσταση δικτύων γενικότερα. Σε μερικές περιπτώσεις ο σκοπός χρήσης ενός LAN είναι η σύνδεση υπαρχόντων μηχανών μεταξύ τους, όπως η σύνδεση υπολογιστών ενός εκπαιδευτικού ιδρύματος ή μιας εταιρείας. Σε άλλες περιπτώσεις σκοπός είναι η βελτίωση του ρυθμού ανάπτυξης, ενώ άλλες φορές αποτελεί βασικό σημείο έλξης η καλή σχέση τιμής/ απόδοση ενός δικτύου σταθμών εργασίας.

Από τεχνικής απόψεως, τα LAN διαφέρουν από τα WAN σε πολλά σημεία. Η βασική τους διαφορά έγκειται στο ότι οι σχεδιαστές των WAN αναγκάζονται από νομικούς, οικονομικούς ή και πολιτικούς λόγους να χρησιμοποιούν το υπάρχον δημόσιο τηλεφωνικό δίκτυο, ανεξάρτητα από την τεχνική καταλληλότητα του. Αντίθετα τίποτα δεν εμποδίζει τους σχεδιαστές των LAN από την τοποθέτηση του υψηλού εύρους ζώνης καλωδίου τους.

Από τη διαφορά αυτή πηγάζουν πολυάριθμα πλεονεκτήματα. Κατ’ αρχήν, το εύρος ζώνης δεν είναι πλέον ο πολύτιμος πόρος όπως είναι στην περίπτωση των WANs, οπότε οι σχεδιαστές δικτύων δεν είναι αναγκασμένοι να δημιουργήσουν τεχνικές για να αυξήσουν την απόδοση του συστήματος. Μπορούν να χρησιμοποιήσουν αρκετά διαφορετικές και συνήθως απλούστερες τεχνικές κάνοντας ευκολότερη την υλοποίηση. Άλλη σημαντική διαφορά είναι ότι η υποστήριξη των πολυμέσων και των εφαρμογών και υπηρεσιών που στηρίζονται σ’ αυτά είναι πολύ πιο εύκολη στα LΑΝ, ενώ στα WΑΝ, πολλές φορές αδύνατη. Μια άλλη διαφορά είναι ότι το καλώδιο του LAN είναι πολύ αξιόπιστο και ο ρυθμός εμφάνισης σφαλμάτων είναι 1000 φορές χαμηλότερος από αυτόν που είναι συνήθως στα WAN. Στα WAN η χαμηλή αξιοπιστία σημαίνει ότι η διαχείριση (ανίχνευση και διόρθωση) σφαλμάτων αποτελεί αναπόσπαστο μέρος του σχεδιασμού και αναπτύσσονται ειδικές τεχνικές αντιμετώπισης.

Τέλος αναφέρουμε ότι είναι σύνηθες να συνδέονται δίκτυα μεταξύ τους, (όμοια ή ανόμοια) και το αποτέλεσμα λέγεται διαδίκτυο (Internetwork ή Ιντερνέτ). Το Ιντερνέτ είναι ένα τέτοιο (και μάλιστα το μεγαλύτερο) διαδίκτυο.

1.6. Ταξινόμηση των δικτύων βάσει άλλων χαρακτηριστικών

Το μέγεθος ενός δικτύου δεν είναι απαραίτητα το πιο σημαντικό του χαρακτηριστικό. Έτσι, αναλόγως του χαρακτηριστικού που μας ενδιαφέρει μπορούμε να ταξινομήσουμε τα δίκτυα σε διάφορες κατηγορίες. Οι πιο συνηθισμένες ταξινομήσεις φαίνονται παρακάτω.

Δίκτυα με κοινό μέσο μετάδοσης (broadcast channel) - αποθήκευσης και προώθησης (point-to-point) Δίκτυα στα οποία το υποδίκτυο παρέχει υπηρεσία με σύνδεση ή χωρίς σύνδεση Δίκτυα χαμηλού εύρους ζώνης (κάτω από 1 Mb/s) - Δίκτυα υψηλού εύρους ζώνης (πάνω από 1 Mb/s) - Δίκτυα υπερυψηλού εύρους ζώνης (Gb/s) Αναλόγως του μέσου μετάδοσης: δίκτυα χάλκινων καλωδίων - δίκτυα οπτικών ινών - ασύρματα δίκτυα, δορυφορικά δίκτυα κλπ. Αναλόγως της ποιότητας παρεχόμενης υπηρεσίας (QOS) - εγγυημένη ή μη ποιότητα υπηρεσίας

Σε κάθε κατηγορία είναι δυνατόν να υπάρχουν και συνδυασμοί. Π.χ. ένα δίκτυο μπορεί να αποτελείται εν μέρει από οπτικές ίνες και εν μέρει από χάλκινα καλώδια.

Υπηρεσία με σύνδεση - χωρίς σύνδεση

Για να χρησιμοποιήσουμε μια υπηρεσία με σύνδεση πρέπει πρώτα να εγκαταστήσουμε μια σύνδεση μεταξύ των 2 ενδιαφερομένων μερών (ας πούμε, μεταξύ πομπού-δέκτη). Μετά, η σύνδεση λειτουργεί όπως ένας σωλήνας: ό,τι βάζει ο πομπός από το ένα άκρο, βγαίνει από το άλλο. Τέλος, η σύνδεση απεγκαθίσταται. Η υπηρεσία αυτή μοιάζει με το τηλεφωνικό σύστημα.

Μια υπηρεσία χωρίς σύνδεση μοιάζει με το ταχυδρομικό σύστημα. Κάθε μήνυμα ταξιδεύει αυτόνομα. Περιέχει την πλήρη δ/νση αποστολέα και παραλήπτη (πομπού-δέκτη), ενώ η διαδρομή που θα ακολουθήσει δεν είναι προκαθορισμένη, η σειρά των μηνυμάτων δεν διατηρείται απαραίτητα, ενώ υπάρχει και το ενδεχόμενο απώλειας μηνυμάτων. Είναι δηλ. πιο αναξιόπιστη υπηρεσία. Για να βαθμολογήσουμε την ποιότητα /αξιοπιστία μιας υπηρεσίας στα δίκτυα χρησιμοποιούμε ένα ειδικό μέγεθος, την Ποιότητα Υπηρεσίας (Quality of Service, QOS).

1.6.1. Δίκτυα με κοινό μέσο μετάδοσης - Δίκτυα αποθήκευσης και προώθησης

Μια σημαντική ταξινόμηση δικτύων είναι σε σχέση με το μέσο μετάδοσης, γιατί αυτό επηρεάζει πολλά χαρακτηριστικά του δικτύου. Γενικά υπάρχουν δύο κατηγορίες υποδικτύων επικοινωνίας  :

1. Με κανάλια από σημείο σε σημείο (point-to-point channels) ή αποθήκευσης και προώθησης 2. Με κανάλια εκπομπής (broadcast channels) ή με κοινό μέσο μετάδοσης

Στην πρώτη κατηγορία ανήκουν τα δίκτυα ευρείας περιοχής (WAN), ενώ στην δεύτερη ανήκουν δίκτυα τοπικής εμβελείας ή τοπικά δίκτυα (LAN), μερικά μητροπολιτικά δίκτυα (MAN) και τα δορυφορικά δίκτυα (WAN).

1.6.2. Δίκτυα αποθήκευσης και προώθησης

Στην πρώτη κατηγορία το δίκτυο περιλαμβάνει πολυάριθμα καλώδια ή μισθωμένες τηλεφωνικές γραμμές, όπου η καθεμιά συνδέει ένα ζευγάρι. Εάν δύο δρομολογητές, οι οποίοι δεν μοιράζονται ένα καλώδιο θέλουν να επικοινωνήσουν, πρέπει να επικοινωνήσουν έμμεσα μέσω άλλων δρομολογητών. Όταν ένα μήνυμα (στο περιβάλλον του υποδικτύου συνήθως ονομάζεται πακέτο - packet) στέλνεται από ένα δρομολογητή σε έναν άλλο, μέσω ενός ή περισσοτέρων ενδιάμεσων δρομολογητών, το μήνυμα λαμβάνεται σε κάθε ενδιάμεσο δρομολογητή σε όλη του την έκταση, αποθηκεύεται εκεί, έως ότου η επιθυμητή γραμμή εξόδου είναι ελεύθερη, και μετά προωθείται. Το υποδίκτυο που χρησιμοποιεί αυτή τη μέθοδο ονομάζεται υποδίκτυο από σημείο σε σημείο (point-to-point) με χρήση αποθήκευσης και προώθησης ή μεταγωγής πακέτων (store-and forward ή packet switched). Σχεδόν όλα τα δίκτυα ευρείας περιοχής έχουν τέτοια υποδίκτυα.

Στα Δίκτυα με γραμμές από σημείο σε σημείο κάθε γραμμή συνδέει 2 κόμβους μεταξύ τους. Ένα πακέτο που προέρχεται από κάποιον κόμβο και προορίζεται για κάποιον άλλο μη γειτονικό κόμβο, θα πρέπει να διασχίσει πολλές γραμμές και ενδιάμεσους κόμβους, αποθηκευόμενο σε κάθε κόμβο κάθε φορά που βγαίνει από μια γραμμή επικοινωνίας, προτού σταλεί προς τα έξω μέσω μιας άλλης γραμμής επικοινωνίας.

Στο παρακάτω σχήμα φαίνονται διάφορες τοπολογίες δικτύων με υποδίκτυο από σημείο σε σημείο.













Σχήμα 1—1 : Μερικές δυνατές τοπολογίες δικτύου από σημείο σε σημείο: α) δακτύλιος β) πλήρης γ) αστέρας δ) δένδρο ε) ακανόνιστη

1.6.3. Δίκτυα με κοινό μέσο μετάδοσης (broadcast channel)

Το δεύτερο είδος δικτύων χρησιμοποιεί την εκπομπή (broadcasting). Τα δίκτυα με κοινό μέσο μετάδοσης μοιράζονται ένα κοινό κανάλι μέσω του οποίου μεταδίδονται σύντομα μικρά μηνύματα που καλούνται πακέτα Όταν ένας κόμβος μεταδίδει ένα πακέτο προς κάποιον άλλο, όλοι οι άλλοι κόμβοι μπορούν να το “ακούσουν”. Τα περισσότερα τοπικά δίκτυα και μερικά δίκτυα ευρείας περιοχής ανήκουν σ’ αυτό το είδος.

Τα συστήματα εκπομπής σε κοινό μέσο μετάδοσης, έχουν μόνο ένα κανάλι επικοινωνίας το οποίο μοιράζονται όλα τα μηχανήματα που είναι συνδεδεμένα στο δίκτυο. Πακέτα που στέλνονται από οποιονδήποτε υπολογιστή, λαμβάνονται από όλους τους υπόλοιπους. Ένα πεδίο διεύθυνσης στο πακέτο καθορίζει σε ποιον απευθύνεται. Με τη λήψη ενός πακέτου, η μηχανή ελέγχει το πεδίο διεύθυνσης. Εάν το πακέτο προορίζεται για κάποιο άλλο μηχάνημα, απλώς αγνοείται.

Γενικά, τα δίκτυα εκπομπής επιτρέπουν τη δυνατότητα αποστολής ενός πακέτου προς όλους τους προορισμούς (broadcasting) χρησιμοποιώντας μια ειδική διεύθυνση. Μερικά συστήματα εκπομπής επίσης υποστηρίζουν μετάδοση σε ένα υποσύνολο των μηχανημάτων, που είναι γνωστό ως πολλαπλή αποστολή (multicasting).

Το παρακάτω σχήμα δείχνει μερικές κοινές τοπολογίες υποδικτύων εκπομπής. Σε ένα δίκτυο αρτηρίας (bus) ανά πάσα στιγμή ένας μόνο κόμβος επιτρέπεται να μεταδίδει. Εάν δύο ή περισσότεροι κόμβοι προσπαθήσουν να εκπέμψουν την ίδια χρονική στιγμή, δημιουργείται μια “σύγκρουση” με αποτέλεσμα κανένα πακέτο να μην μεταδίδεται. Ένας μηχανισμός διαιτησίας προβλέπεται για να επιλυθεί η διαμάχη. Εξ αιτίας των συγκρούσεων η απόδοση του δικτύου αρτηρίας είναι σχετικά χαμηλή.








Σχήμα 1—2 : Τα βασικώτερα τοπικά δίκτυα με κοινό μέσο μετάδοσης (πρότυπο 802): α) αρτηρία β) δακτύλιος με σκυτάλη γ) αρτηρία με σκυτάλη

Μια δεύτερη τοπολογία είναι ο δακτύλιος (ring). Τυπικά, ένα ολόκληρο πακέτο δεν χωρεί στον δακτύλιο• πριν μεταδοθεί ολόκληρο το πακέτο, το πρώτο bit έχει κάνει τον γύρο του δακτυλίου και έχει επιστρέψει στον πομπό. Για τον διακανονισμό των προσπελάσεων στο δακτύλιο για μετάδοση, υπάρχει μια ηλεκτρονική “σκυτάλη”, ένας συνδυασμός από bit, που τριγυρίζει στον δακτύλιο. Ο κόμβος που θέλει να μεταδώσει πρέπει πρώτα να πάρει την σκυτάλη (token), την οποία μπορεί να κράτήσει για κάποιο συγκεκριμένο χρονικό διάστημα, τυπικά 10 ms. Έτσι αποφεύγονται οι συγκρούσεις ενώ εξασφαλίζεται η δικαιοσύνη.

Το τρίτο δίκτυο με κοινό κανάλι εκπομπής είναι μια αρτηρία με σκυτάλη, όπου οι κόμβοι είναι νοητώς διατεταγμένοι σε δακτύλιο. Για να μεταδώσει ένας κόμβος πρέπει πρώτα να πιάσει την σκυτάλη. Η σειρά με την οποία παραδίδεται η σκυτάλη είναι κυκλική, και καθορίζεται από τον νοητό δακτύλιο. Έτσι αποφεύγονται οι συγκρούσεις και η απόδοση του πρωτοκόλλου είναι σχετικά μεγάλη.