Calculatoarele au reprezentat, în ultimii 70 de ani, o componentă esențială a societății moderne. Imediat după construirea primelor dispozitive de acest fel, specialiștii au căutat să pună la punct o tehnologie cu totul nouă pentru a le conecta între ele și, în acest fel, să beneficieze de avantajele pe care respectiva tehnologie trebuia să le ofere. 

Din acest efort a rezultat apariția rețelelor de calculatoare, care sunt formate dintr-un număr mai mic sau mai mare de computere ce pun la comun resursele de tot felul prin intermediul unei rețele și a unor protocoale de transmitere a datelor la distanță. De-a lungul timpului au fost utilizate medii de conectare diverse, cele mai folosite fiind cablurile metalice, fibra optică și undele radio. 

În articolul de mai jos vei afla care este definiția rețelei de calculatoare, cum a evoluat pe parcursul anilor, precum și diferitele clasificări ale rețelelor de calculatoare. De asemenea, vei cunoaște care sunt principalele vulnerabilități ale rețelelor și cum pot fi ele evitate.

Cuprins:

1. Rețelele de calculatoare și scurt istoric al tehnologiei

2. Clasificarea rețelelor de calculatoare 

2.1. Rețelele de calculatoare în funcție de aria de acoperire

2.2. Rețelele de calculatoare după topologie

2.3. Rețelele de calculatoare în funcție de modul de conectare

2.4. Rețelele de calculatoare în funcție de arhitectura de rețea

3. Securitatea rețelelor de calculatoare

3.1. Tipuri de atacuri asupra rețelelor de calculatoare

3.2. Metode de protecție a rețelelor de calculatoare

1. Rețelele de calculatoare și scurt istoric al tehnologiei

La începuturile tehnologiei IT exista un număr redus de computere, ele fiind dispozitive extrem de costisitoare, de dimensiuni apreciabile, ceea ce făcea ca doar anumite instituții (universitățile sau armata) să le aibă în dotare. Această arhitectură individuală nu utiliza eficient tehnologia, din această cauză trecându-se la conectarea lor, acțiune care a dus la posibilitatea ca resursele (bazele de date, aplicațiile și resursele fizice) să fie întrebuințate concomitent de un număr tot mai mare de utilizatori. 

Avantajele rețelelor de calculatoare s-au dovedit extrem de benefice în practică și acest lucru a dus în cele din urmă la nașterea Internetului modern, care este, de fapt, o rețea de calculatoare cu răspândire globală. Conceptele teoretice ale tehnologiei au fost definite la începutul anilor ‘60, când mai mulți oameni de știință americani au evidențiat modalitățile de conectare a mai multor computere și a numeroasele avantaje care ar reieși. Printre aceștia se numără Paul Baran, Leonard Kleinrock, John Licklider. 

Ideile lor au fost preluate de Departamentul apărării SUA care sponsoriza proiecte de cercetare militară la mai multe universități importante din țară. Pentru o muncă mai eficientă în această privință, cercetătorii au pus la punct protocoale și limbaje de programare care să permită transmiterea informațiilor de la un computer la altul la distanță. În acest fel a apărut prima rețea denumită ARPANET, care reunea computerele din patru universități americane.

Astfel, la 29 octombrie 1969 computerele Universității din Los Angeles au intrat în contact cu cele ale Universității Stanford. Un alt moment important a fost atins în 1972 când a fost creat sistemul de e-mail și a fost adoptat simbolul @ pentru semnalizarea unei adrese de e-mail. Următorul pas a fost conectarea ARPANET cu o altă rețea din Europa, apărând astfel prima rețea formată din mai multe rețele. Conexiunea aceasta a fost botezată Internet de către trei cercetători de la Universitatea Stanford (Vinton Cerf, Yogen Dalal, Carl Sunshine), care au pus la punct și primul protocol care facilita schimbul de informații pe Internet, cunoscut sub numele de TCP (Transmission Control Protocol). 

În 1974, Internetul devine comercial prin apariția furnizorilor de net (ISP) și a Telenet-ului. În anii ‘80 s-a pus la punct o metodă prin care diferitele rețele din lume să poată comunica între ele apărând astfel Internetul modern, cunoscut sub numele de World Wide Web (www) al cărui părinte spiritual a fost Tim Berners-Lee, liderul unui grup de cercetători de la Institutul CERN din Elveția.  

2. Clasificarea rețelelor de calculatoare

Rețelele de calculatoare moderne sunt prezente în orice colț al lumii și însumează o multitudine de tehnologii, componente, sisteme de operare și protocoale de transmisia datelor, ceea ce face ca sistemul să fie extrem de complex. Pentru a înțelege mai ușor rețelistica, utilizatorii de computere ar trebui să aibă câteva cunoștințe de bază despre acest domeniu, importantă fiind mai ales cunoașterea diferitelor tipuri de clasificări ale rețelelor de calculatoare. 

O rețea de computere poate fi formată din două sau mai multe computere, răspândite într-o arie geografică mai mică sau mai mare. Aria de acoperire a rețelelor, modul de conectare, arhitectura de rețea și topologia constituie caracteristici diferite, pe care orice rețea le poate avea. 

2.1. Rețelele de calculatoare în funcție de aria de acoperire

În funcție de dimensiunile rețelelor ocupă o arie mai mică sau mai mare, începând de la proximitatea imediată până la nivel planetar sau interplanetar:

  • PAN (Personal Area Network) este formată din dispozitivele din apropierea unei persoane, care comunică între ele, ca de exemplu computerul și perifericele (monitorul, tastatura, mouse-ul, imprimanta, videoproiectorul, boxele). Comunicarea dintre aceste dispozitive poate fi făcută atât prin cabluri, cât și prin Bluetooth, sau chiar prin radiofrecvență (RFID); 
  • LAN (Local Area Network) este alcătuită dintr-un număr relativ redus de computere (între 2 și câteva sute) care comunică între ele ca o rețea privată în interiorul unei singure clădiri. Acest tip de rețea poate funcționa acasă, unde există 2 sau mai multe calculatoare, dar este mai întâlnit în cadrul unor firme care folosesc tehnologia informatică, punând la comun resursele. Rețelele LAN pot fi conectate fie prin cablu sau, mai nou, printr-o rețea fără fir, cunoscută sub numele WI-FI (standardul IEEE 802.11). Componentele unei rețele LAN sunt calculatoarele conectate prin diferite metode, cu ajutorul unui switch. Rețelele LAN pot fi sau nu pot fi conectate la alte rețele cum ar fi Internetul, în funcție de dorințele administratorului de sistem;
  • MAN (Metropolitan Area Network) este o rețea ce se întinde pe suprafața unei localități, unde unul sau mai mulți provideri (ISP) oferă servicii de Internet diverșilor utilizatori. Pentru transmiterea informațiilor se folosește cel mai adesea cabluri cu fibră optică ce permit obținerea unor viteze de transfer superioare;
  • WAN (Wide Area Network) se întinde pe suprafețe imense, cum ar fi țările și continentele. Aceste tipuri de rețele sunt constituite prin conectarea împreună a mai multor rețele de tip LAN și MAN;
  • GAN (Global Area Network) este rețea la nivel global, în prezent întreg globul pământesc aflându-se într-un fel sau altul în această arie de acoperire.

2.2. Rețelele de calculatoare după topologie

Topologia rețelelor desemnează diferitele moduri în care componentele pot fi așezate, cum sunt interconectate și ce medii de comunicare se folosesc:

  • Tipologia de tip Bus (magistrală) este formată dintr-un cablu care conectează un număr de computere cu ajutorul unui conector de tip T. La capătul cablului se montează dispozitive numite terminatoare care împiedică reflectarea semnalelor electrice. Rețeaua este ușor de construit, dar are ca neajuns faptul că doar două computere o pot folosi în același timp, celelalte trebuind să aștepte până când cablul este liber. Rețeaua de tip Bus funcționează bine doar atunci când numărul computerelor din ea este redus, calitatea scăzând proporțional cu adăugarea de noi computere;
  • Topologia de tip Star (stea) este reprezentată de o rețea în care toate computerele se conectează împreună, prin intermediul unui switch central. Are ca avantaj funcționarea rețelei, chiar dacă legătura spre unul din computere are o problemă. Dezavantajul ar fi necesitatea unui echipament central și costurile mai mari pentru implementarea rețelei;
  • Rețeaua de tip Ring (inel) este formată din calculatoare conectate între ele în mod circular. Pachetele de date trimise de un calculator sunt primite de următorul care verifică destinatarul, îl oprește dacă este el sau îl trimite mai departe până la cel corect. Acest tip de rețea oferă performanțe superioare, dar încetează să mai funcționeze dacă unul dintre computere are probleme;
  • Topologia de tip Mesh (plasă) se realizează prin conectarea computerelor dintr-o rețea cu fiecare alt computer. Într-o astfel de rețea, în cazul apariției unei defecțiuni va fi găsită imediat o cale alternativă, ceea ce face ca rețeaua de tip plasă să fie perfectă în domeniile în care păstrarea contactului este obligatorie, indiferent de condiții (de exemplu, în domeniul militar sau în cercetare). Un neajuns este costul mare de realizare, cauzat de numărul ridicat de conexiuni între computere;
  • Tipologia de tip tree (arbore) e formată dintr-un computer ce administrează rețeaua de care sunt legate mai multe switch-uri intermediare.

2.3. Rețelele de calculatoare în funcție de modul de conectare

În privința modului de conectare tehnologia a evoluat foarte mult, ceea ce a dus la creșterea sensibilă a performanțelor rețelelor. Inițial a fost utilizat cablul de tip coaxial format din doi conductori de cupru, cel din interior fir, iar cel din exterior plasă. Cablul coaxial a fost abandonat, deoarece avea viteze limitate, de până la zece Mbps, și a fost înlocuit de cablul de tip TP (perechi răsucite) format din opt fire de cupru răsucite în patru perechi. 

Ultimul tip a fost preferat multă vreme pentru că era ieftin, permitea viteze de până la zece Gbps și putea fi conectat prin mufe. În prezent fibra optică este cea mai utilizată, deși are un preț superior cablului, permite viteze mari pentru transmiterea datelor, de până la 100Gbps. 

Există și posibilitatea transmiterii informațiilor fără fir, prin intermediul undelor radio, realizându-se așa numitele rețele wireless, extrem de comode și care permit mobilitatea componentelor rețelei. 

2.4. Rețelele de calculatoare în funcție de arhitectura de rețea

Arhitectura de rețea desemnează relațiile care au loc între componentele acesteia, putând fi de tip Active Networking Architecture, Client Server Architecture și Peer-to-Peer Architecture. 

3. Securitatea rețelelor de calculatoare

Multe dintre informațiile transmise prin intermediul rețelelor de computere sunt confidențiale și, din acest motiv, ele trebuie să fie protejate de acces nedorit, de distrugere sau de modificare. Din această nevoie a apărut o ramură a rețelisticii numită securitatea rețelelor, care are drept scop trei lucruri:

  • confidențialitatea (accesul la date să fie permis doar celor care au dreptul);
  • integritatea se referă la oprirea încercărilor de modificare a informației de către persoane care nu au acest drept;
  • disponibilitatea (accesul la date să poată fi făcut în orice moment).

3.1. Tipuri de atacuri asupra rețelelor de calculatoare

Multe rețele de computere sunt vulnerabile în fața atacurilor intenționate ale răuvoitorilor care urmăresc fie să distrugă, fie să obțină un avantaj financiar sau să afle informații confidențiale. Majoritatea problemelor sunt de natură umană, administratorii rețelelor fiind de multe ori slab pregătiți, fără să știe să implementeze corect softurile necesare pentru păstrarea securității.

Printre cele mai folosite tipuri de atacuri se numără:

  • Spargerea parolelor poate fi făcută prin diverse metode și permite accesul persoanelor neautorizate la baze de date sau la conturi din diferite computere ale rețelei;
  • Floodingul se realizează prin trimiterea către un server a unui număr enorm de mare de pachete de date, care-l blochează pentru o perioadă mai lungă sau mai scurtă de timp;
  • Sniffingul se face prin utilizarea unor programe de analiză a traficului, numite sniffere, care pot afla date confidențiale;
  • Denial of Service (DoS) împiedică utilizatorii să acceseze resursele rețelei;
  • Malware este un soft destinat să deterioreze sistemul de operare al unui computer și care se transmite de la un element la altul al rețelei. Acest tip de soft este folosit și pentru accesarea unor informații secrete din computere;
  • Trojan Horse sunt softuri care la prima vedere par folositoare, dar care au funcții ascunse, ce permit accesarea computerelor de la distanță;
  • Ransomware este un program care blochează datele criptându-le, cheia fiind oferită doar după plătirea unei răscumpărări;
  • Virușii sunt diverși și pot provoca daune tuturor părților componente ale unei rețele. 

3.2. Metode de protecție a rețelelor de calculatoare

Protecția rețelelor de calculatoare constituie una dintre principalele sarcini ale unui administrator de sistem. Precauțiile trebuie luate atât prin montarea unor componente fizice de ultimă generație, care să nu permită accesări neautorizate, cât și prin instalarea unor antiviruși puternici, actualizați periodic. 

Una dintre cele mai bune metode este alegerea unor parole puternice, formate din mai multe caractere, care să cuprindă și majuscule sau semne speciale. În niciun caz nu se vor alege date de naștere, nume ale unor persoane apropiate sau nume de localități, deoarece aceste parole pot fi sparte foarte ușor de către persoanele rău intenționate. 

În concluzie, cunoașterea unor elemente de bază despre rețelele de computere reprezintă o necesitate, nu doar pentru administratorii rețelelor, ci și pentru utilizatorii obișnuiți care doresc ca experiența lor online să fie sigură și lipsită de probleme costisitoare.