Εισαγωγή
3.1 Εισαγωγή στα Τοπικά Δίκτυα
Τα Τοπικά Δίκτυα Υπολογιστών (LAN - Local Area Network) είναι δίκτυα επικοινωνίας σχεδιασμένα να υποστηρίζουν τη διασύνδεση διαφόρων διατάξεων βασισμένων σε υπολογιστή, μέσα σε μια σχετικά μικρή περιοχή (π.χ. από ένα γραφείο μέχρι ένα συγκρότημα κτιρίων). Η διασύνδεση περιλαμβάνει τόσο το υλικό όσο και το λογισμικό. Στην εικόνα 1 βλέπουμε τις τρεις πιο διαδεδομένες διατάξεις τοπικών δικτύων.
Εικόνα 1. Τρεις εφαρμογές των LAN που χρησιμοποιούνται ευρέως
è Η φυσική διάταξη των Η/Υ που αποτελούν ένα τοπ. δίκτυο λέγεται φυσική τοπολογία δικτύου.
Οι πιο διαδεδομένες τοπολογίες είναι : αρτηρίας (bus), δακτυλίου (ring), αστέρα (star).
Η εφαρμογή των LANs έχει ως στόχο τη διευκόλυνση της άμεσης επικοινωνίας, τη μεταφορά της
πληροφορίας σε ελάχιστο χρόνο καθώς και τη δυνατότητα χρησιμοποίησης όλων των πόρων που
είναι διαθέσιμοι από τους χρήστες με ασφάλεια (δηλ. με κανόνες και διαδικασίες).
- Στον όρο πόροι περιλαμβάνεται οτιδήποτε έχει σχέση με υλικό και λογισμικό που είναι συνδεδεμένο στο δίκτυο όπως : δίσκοι, φάκελοι, μνήμη, αρχεία, προγράμματα, εκτυπωτές, σαρωτές, κ.λ.π.
Όμως δεν είναι δυνατόν όλοι οι πόροι ενός τοπικού δικτύου να είναι ‘διαθέσιμοι’ σε όλους και μάλιστα με τον ίδιο τρόπο.
- Η διαθεσιμότητα των πόρων ενός τοπ. δικτύου δεν σημαίνει απαραίτητα και την προσπέλασή τους. Αν όντως κάποιος πόρος (π.χ. ένα αρχείο ή ένας εκτυπωτής) είναι προσπελάσιμος τότε πρέπει να οριστεί από ποιούς χρήστες και με ποιόν τρόπο ο κάθε χρήστης ξεχωριστά θα κάνει χρήση. Άρα αποδίδονται κάποια συγκεκριμένα δικαιώματα στους χρήστες του δικτύου (π.χ. να διαβάζει, να γράφει σε κάποια αρχεία ή καταλόγους) και δίνονται κάποιες συγκεκριμένες ιδιότητες στους πόρους (π.χ. ένα αρχείο να είναι διαμοιράσιμο στους άλλους, αναγνώσιμο κ.α.)
- Η υλοποίηση αυτής της διαδικασίας διαμορφώνει την εικόνα του δικτύου βάσει κάποιων νόμων για τους χρήστες και τους πόρους άρα και τον δικό του τρόπο ‘ασφάλειας’ που το χαρακτηρίζει μοναδικά.
Η ασφάλεια όμως δεν αφορά μόνο την σωστή διαχείριση των πόρων με κάποιους κανόνες που θέτει ‘κάποιος χρήστης’ στο δίκτυο, αλλά και τους κανόνες βάσει των οποίων θα γίνει η μεταφορά των δεδομένων από Η/Υ σε Η/Υ, θα γίνει χρήση κάποιου απομακρυσμένου πόρου και γενικά η όποια επικοινωνία μεταξύ των Η/Υ που είναι συνδεδεμένοι στο δίκτυο.
è Η τήρηση, η συγκεκριμενοποίηση των κανόνων επικοινωνίας σε ένα τοπ. δίκτυο λέγεται πρωτόκολλο επικοινωνίας ή (λογική τοπολογία) και τους οποίους πρέπει να ακολουθήσει οποιοσδήποτε ενταχθεί στο δίκτυο. Δηλαδή το πρωτόκολλο από τη στιγμή που θα οριστεί, τηρείται πάντα.
Τα πιο διαδεδομένα πρωτόκολλα είναι το CSMA/CD και το Token Ring με διάφορες εκδόσεις τους.
Δύο πολύ σημαντικές συνιστώσες που χαρακτηρίζουν τα Τοπικά Δίκτυα αποτελούν: α) το μέσο
μετάδοσης που χρησιμοποιούν (διάφοροι τύποι καλωδίων, οπτικές ίνες, ασύρματες επικοινωνίες)
καθώς και β) η τοπολογία του δικτύου. Συνδυάζοντας αυτές τις δύο συνιστώσες ορίζουμε την καλωδίωση ενός τοπικού δικτύου. (βλέπε εικόνα 1)
è Ο τρόπος σύνδεσης – διάταξης των καλωδίων μεταξύ των συσκευών σε τοπικό δίκτυο λέγεται καλωδίωση.
Εικόνα 1. Διασύνδεση υπολογιστών πάνω σε μια συσκευή που ονομάζεται hub
Ο παραπάνω τρόπος λέγεται δομημένη καλωδίωση και είναι ο επικρατέστερος και περισσότερο χρησιμοποιούμενος τα 15 τελευταία χρόνια.
- Τα βασικά πλεονεκτήματα των Τοπικών Δικτύων είναι:
- Η δυνατότητα διαμοιρασμού μέσων, προγραμμάτων (λογισμικών) και ανταλλαγής πληροφοριών.
- Η δυνατότητα εύκολης επέκτασης.
- Η δυνατότητα τοποθέτησης αλλά και ανεύρεσης υπολογιστικής ισχύος(υπολογιστές ή περιφερειακά)
- Η δυνατότητα λειτουργίας των υπολογιστικών συστημάτων είτε αυτόνομα είτε σε συνεργασία με άλλα συστήματα.
3.2 Χαρακτηριστικά και Τύποι των Τοπικών Δικτύων
3.2.1 Βασικοί λόγοι που προσδιορίζουν ένα τοπικό δίκτυο είναι:
Η ύπαρξη ενός κοινού επικοινωνιακού μέσου, μέσω του οποίου όλοι οι σταθμοί εργασίας των
χρηστών μπορούν να μοιράζονται πληροφορίες, προγράμματα και συσκευές, ανεξάρτητα από
τη φυσική θέση των χρηστών ή των συσκευών. Στις εικόνες 3 και 4 βλέπουμε μερικές από τις
διατάξεις των υπολογιστών σε τοπικά δίκτυα.
Εικόνα 3. Διάταξη υπολογιστών σε δίκτυο σε τοπολογία αρτηρίας
Εικόνα 4. Διάταξη υπολογιστών σε δίκτυο σε τοπολογία δακτυλίου
Οι υψηλοί ρυθμοί μεταφοράς δεδομένων (της τάξεως των Mbps καθώς και των Gbps). Το
δίκτυο, υπό κανονικές συνθήκες λειτουργίας, υποστηρίζει την μετάδοση δεδομένων μεταξύ
των σταθμών εργασίας κοντά στην μέγιστη ταχύτητα με την οποία οι σταθμοί αυτοί μπορούν
να επικοινωνούν.
Η περιορισμένη γεωγραφική απόσταση που καλύπτουν, που συνήθως δεν υπερβαίνει μερικές
εκατοντάδες μέτρα.
Ο χαμηλός ρυθμός σφαλμάτων από το γεγονός ότι είναι ιδιόκτητα, χαρακτηριστικό που τα διαφοροποιεί από άλλα επικοινωνιακά συστήματα τα οποία είναι δημόσια και υπάγονται σε διαφορετικά κανονιστικά πλαίσια.
è Τα παραπάνω μας οδηγούν στα εξής βασικά στοιχεία που συνήθως χαρακτηρίζουν ένα τοπικό δίκτυο και είναι:
Η τοπολογία (τρόπος σύνδεσης υπολογιστών μεταξύ τους) (βλ. εικ. 3, 4)
Το φυσικό μέσο μετάδοσης (μορφές καλωδίων, οπτικές ίνες)
Ο αλγόριθμος που ελέγχει την πρόσβαση στο μέσο μετάδοσης (πρωτόκολλα)
Το Λογισμικό με το οποίο λειτουργεί ένα τοπικό δίκτυο.
