Μάθημα 2: Κατηγορίες Δικτύων 2.1 Δίκτυα με βάση την γεωγραφική κατανομή Τα δίκτυα υπολογιστών μπορούν να διαχωριστούν σε πολλές κατηγορίες με βάση ορισμένα χαρακτηριστικά τους, αν και τα χαρακτηριστικά αυτά ποικίλλουν από δίκτυο σε δίκτυο. Με βάση την γεωγραφική τους κατανομή έχουμε τις εξής κατηγορίες: 1) Τοπικά Δίκτυα (Local Area Networks LAN): Είναι τα μικρότερα σε έκταση δίκτυα, αφού προορίζονται να καλύψουν αποστάσεις από μερικές δεκάδες μέτρα μέχρι περίπου 100 χιλιόμετρα. Χρησιμοποιούνται συνήθως για την υλοποίηση δικτύων που καλύπτουν ένα ή περισσότερα (γειτονικά) κτίρια, όπως π.χ. τα γραφεία μιας επιχείρησης ή τα κτίρια ενός εκπαιδευτικού οργανισμού. Χαρακτηριστικό τους είναι ότι στη συντριπτική τους πλειοψηφία είναι ιδιόκτητα, δηλ. ο οργανισμός που τα χρησιμοποιεί έχει στην κατοχή του και το υλικό από το οποίο αποτελούνται, επιτυγχάνουν δε τις μεγαλύτερες ταχύτητες που μπορούν φτάσουν ρυθμούς μετάδοσης της τάξης των Gbps, ενώ ταυτόχρονα εμφανίζουν και το μικρότερο αριθμό σφαλμάτων μετάδοσης. Πλεονεκτήματα των τοπικών δικτύων: Μικρό κόστος ανά χρήστη. Μια ακριβή περιφερειακή συσκευή (π.χ. ένας εκτυπωτής laser) ή προγράμματα εφαρμογών αποτελούν διαμοιραζόμενους πόρους και χρησιμοποιούνται από όλους τους χρήστες. Μεγάλη ταχύτητα μεταφοράς πληροφοριών. Επεκτασιμότητα. Υψηλό επίπεδο παρεχόμενων υπηρεσιών στους χρήστες του δικτύου. Συμβατότητα με συσκευές κατασκευασμένες με συγκεκριμένα πρότυπα. Σχήμα 2.1:Τοπικό δίκτυο 2) Μητροπολιτικά Δίκτυα (Metropolitan Area Networks, MAN): Τα δίκτυα αυτά καλύπτουν μεγαλύτερες αποστάσεις από τα τοπικά δίκτυα, που μπορούν να φτάσουν και την έκταση μιας μεγάλης πόλης. Στηρίζονται στις Σελίδα 8
τεχνολογίες των τοπικών δικτύων, με βελτιστοποιήσεις των μεθόδων ελέγχου πρόσβασης στο μέσο, έτσι ώστε να μπορούν να εφαρμοστούν σε μεγαλύτερες αποστάσεις. Σχεδόν πάντα στα δίκτυα αυτά χρησιμοποιούνται οπτικές ίνες που έχουν την ικανότητα να μεταδίδουν δεδομένα σε μεγάλες αποστάσεις και με υψηλές ταχύτητες. Σχήμα 2.2: Μητροπολιτικό δίκτυο 3) Δίκτυα ευρείας περιοχής (Wide Area Networks, WAN): Εκτείνονται σε μεγάλες αποστάσεις που ξεκινούν από τα 200 km και μπορούν να καλύψουν ολόκληρο τον κόσμο, όπως συμβαίνει π.χ. με το Διαδίκτυο. Μπορούν σε αυτά να συνδέονται τοπικά και μητροπολιτικά δίκτυα και έχουν τη δυνατότητα να υποστηρίξουν πολλά εκατομμύρια χρήστες. Χρησιμοποιούν συνήθως συνδέσεις σημείου-προς-σημείο (point-to-point) και η βασική τεχνική μετάδοσης δεδομένων είναι αυτή της Αποθήκευσης και Προώθησης (Store and Forward). Σχήμα 2.3: Δίκτυα ευρείας περιοχής Σελίδα 9
2.2 Δίκτυα με βάση τα μέσα μετάδοσης Αν το κριτήριο είναι το μέσο μετάδοσης, τα δίκτυα κατηγοριοποιούνται σε: 1) Ενσύρματα Δίκτυα (wire networks): Στα δίκτυα αυτά οι κόμβοι συνδέονται με καλώδια τα οποία μπορεί να είναι συνεστραμμένων ζευγών (twisted pair), ομοαξονικά (coaxial) ή οπτικές ίνες (fiber optics). Επιτυγχάνουν, ανάλογα και με το μέσο μετάδοσης που χρησιμοποιείται, συγκριτικά υψηλότερες ταχύτητες σε σχέση με τα ασύρματα δίκτυα, θεωρούνται πιο ασφαλή, καθώς η υποκλοπή δεδομένων από αυτά είναι πιο δύσκολη, ενώ ταυτόχρονα είναι και λιγότερο ευαίσθητα σε ηλεκτρομαγνητικές παρεμβολές. Σχήμα 2.4: Ενσύρματο δίκτυο 2) Ασύρματα Δίκτυα (wireless networks): Εκμεταλλεύονται το γεγονός ότι η ηλεκτρομαγνητική ακτινοβολία μπορεί να διαδοθεί στο κενό, οπότε εξαλείφεται η ανάγκη για την ύπαρξη ενός φυσικού μέσου μετάδοσης, που ούτως ή άλλως μπορεί να μην είναι εύκολο να εγκατασταθεί, π.χ. σε δυσπρόσιτα σημεία. Περιλαμβάνουν επίγειες και δορυφορικές επικοινωνίες και με την εξέλιξη της τεχνολογίας οι ταχύτητές τους έχουν αυξηθεί σημαντικά. Ωστόσο είναι λιγότερο ασφαλή από τα καλωδιακά μέσα αφού οποιοσδήποτε μπορεί, με κατάλληλο εξοπλισμό, να συλλάβει το σήμα που εκπέμπουν. Για το λόγο αυτό χρησιμοποιούν ειδικές τεχνικές κρυπτογράφησης προκειμένου να εξασφαλισθεί το απόρρητο των πληροφοριών που μεταδίδονται. Είναι επίσης περισσότερο ευαίσθητα σε θόρυβο και ηλεκτρομαγνητικές παρεμβολές και για το λόγο αυτό ακατάλληλα για χρήση σε Σχήμα 2.5: Ασύρματο δίκτυο Σελίδα 10
2.3 Δίκτυα με βάση τον τηλεπικοινωνιακό φορέα εξυπηρέτησης Τέλος, αν το κριτήριο είναι ο τηλεπικοινωνιακός φορέας, τα δίκτυα διακρίνονται σε: 1) Ιδιωτικά δίκτυα (Private Networks): Ανήκουν αποκλειστικά σε ιδιωτικούς οργανισμούς, δηλ. οι οργανισμοί αυτοί έχουν στην κατοχή τους και τους κόμβους αλλά και την υποδομή (infrastructure) του δικτύου. Σε ορισμένες περιπτώσεις, ειδικά όταν χρειάζεται να καλυφθούν μεγάλες αποστάσεις, μπορούν να χρησιμοποιούν μισθωμένες αποκλειστικές γραμμές επικοινωνίας δημόσιων τηλεπικοινωνιακών φορέων (leased lines) χωρίς όμως να τις μοιράζονται με άλλους χρήστες. Τα περισσότερα τοπικά και μητροπολιτικά δίκτυα εντάσσονται σε αυτήν την κατηγορία. Σχήμα 2.6: Ιδιωτικό δίκτυο 2) Δημόσια δίκτυα (Public Networks): Όταν οι αποστάσεις που πρέπει να καλυφθούν είναι μεγάλες, είναι αδύνατο, λόγω του απαγορευτικά υψηλού κόστους, για μια εταιρία ή οργανισμό να έχει στην κατοχή της την επικοινωνιακή υποδομή του δικτύου. Στις περιπτώσεις αυτές είναι απαραίτητη η από κοινού χρήση με άλλους των μέσων μετάδοσης και του επικοινωνιακού εξοπλισμού που έχει δημιουργήσει ένας ή περισσότεροι εξειδικευμένοι φορείς. Όπως συμβαίνει και με τα ασύρματα δίκτυα, όταν μεταδίδονται μέσα από ένα Δημόσιο δίκτυο ευαίσθητες πληροφορίες θα πρέπει να χρησιμοποιηθεί κάποιου είδους κρυπτογράφηση. Σχήμα 2.7: Δημόσιο δίκτυο Σελίδα 11
2.4 Ασκήσεις 1. Αντιστοιχίστε τις κατηγορίες της αριστερής στήλης με τους αντίστοιχους ορισμούς της δεξιάς στήλης: Κατηγορία Ορισμός 1. Τοπικό δίκτυο Α. Μπορεί να φτάσουν και την έκταση μιας μεγάλης πόλης 2. Μητροπολιτικό δίκτυο Β. Ξεκινούν από τα 200km και καλύπτουν πολύ μεγάλες αποστάσεις 3. Δίκτυο ευρείας περιοχής Γ. Το μικρότερο σε έκταση δίκτυο 2. Συμπληρώστε τα κενά στις παρακάτω προτάσεις: 1. Στα.. δίκτυα οι κόμβοι συνδέονται με καλώδια ενώ στα. δίκτυα η επικοινωνία επιτυγχάνεται με τη διάδοση ηλεκτρομαγνητικής ακτινοβολίας. 2. Τα.. δίκτυα χρησιμοποιούνται αποκλειστικά από ιδιωτικούς οργανισμούς ενώ στα. δίκτυα είναι απαραίτητη η από κοινού χρήση των μέσων μετάδοσης με άλλους. 3. Τα ασύρματα δίκτυα. είναι ασφαλή σε σχέση με τα καλωδιακά μέσα αφού οποιοσδήποτε μπορεί, με κατάλληλο εξοπλισμό, να συλλάβει το σήμα που εκπέμπουν. 4. Όπως συμβαίνει και με τα ασύρματα δίκτυα, στα δημόσια δίκτυα για τη μετάδοση των ευαίσθητων πληροφοριών θα πρέπει να χρησιμοποιηθεί κάποιου είδους.. Σελίδα 12