home *** CD-ROM | disk | FTP | other *** search
/ Loadstar 226 / 226.d81 / t.networking b < prev    next >
Encoding:
Text File  |  2003-01-01  |  13.0 KB  |  439 lines

  1. u
  2.           NETWORKING BASICS
  3.           by Kevin R. Barrow
  4.  
  5.  
  6. [DAVE'S PREFACE:] Kevin wrote this
  7. paper for an English Comp class at
  8. Lamar Junior College. It is for people
  9. who are generally familiar with
  10. computers, but probably know little or
  11. nothing about networking. That is to
  12. say, LOADSTARites! The discussion is
  13. crisp and fast; you may need to read,
  14. ponder, and re-read. But by the time
  15. you are through, you will know a thing
  16. or two about LANs, WANs, packets, and
  17. topologies.
  18.  
  19.  
  20.  
  21.     There are various networks types,
  22. topologies, and media to meet the
  23. needs of any situation. To understand
  24. these concepts it is important to know
  25. that a computer network is a group of
  26. computers joined together by
  27. electronic means and programmed with
  28. communication protocols. A protocol is
  29. just a list of rules to make
  30. communication possible.
  31.  
  32.     The two most common types of
  33. computer networks are Local Area
  34. Networks (LANs), and Wide Area
  35. Networks (WANs). A LAN is a network
  36. over a small geographical area. It may
  37. be as small as a single workstation or
  38. desk that has two or more networked
  39. computers on it. However a LAN will
  40. usually cover an entire room, floor,
  41. building, or site.
  42.  
  43.     A WAN, on the other hand, covers a
  44. wide geographical area, but will often
  45. consist of only two remote points.
  46. Dialing into an Internet Service
  47. Provider (ISP) initiates a 'dial-up'
  48. WAN connection. But this is just one
  49. example of the various types of WAN
  50. links.
  51.  
  52.     Topology, both physical and
  53. logical, is the way the network is
  54. setup. Physical topology is the
  55. actual, physical configuration of the
  56. media, i.e. how and where the cables
  57. are run. A cable run is the path
  58. cables follow through the 'walls' of
  59. the building containing the network.
  60.  
  61.     The logical topology is more of an
  62. imaginary topology -- the way the
  63. network looks to the computers. A
  64. computer network may use different
  65. physical and logical topologies. For
  66. instance, the cables may be built in a
  67. hierarchical fashion but the computers
  68. may use a ring or bus media access
  69. mechanism thus having a physical bus
  70. topology and a logical ring topology.
  71.  
  72.     The various types of network
  73. topologies are Bus, Ring,
  74. Hierarchical, and Mesh. Any of these
  75. can be employed in either the physical
  76. or the logical sense.
  77.  
  78.     A network that employs a physical
  79. or logical ring topology is configured
  80. so that each computer receives
  81. packets, or network traffic, on a
  82. unidirectional token. Think of a mail
  83. cart moving around a track, picking up
  84. and delivering letters. Every computer
  85. on a ring network has two physical or
  86. logical connections. One is for
  87. incoming data and the other is for
  88. outgoing data. Operating in this
  89. manner is called simplex, because it
  90. is 'simple'.
  91.  
  92.     This type of network would be very
  93. similar to every member of group
  94. passing a pencil and a notebook around
  95. in a circle. If the token is empty a
  96. computer may decide to fill the token,
  97. placing data in it and passing it to
  98. the next computer. When the packet
  99. inside the token has reached its
  100. destination the computer will retrieve
  101. the data from the token, freeing it
  102. for another computers' use by passing
  103. on an empty token. If the token is
  104. full or the computer has nothing to
  105. transmit the unchanged token will be
  106. passed on to the next computer in the
  107. ring. A system like this works until,
  108. for whatever reason, a node no longer
  109. forwards the token to the next node.
  110. Ring topology are collision free.
  111.  
  112.     Collisions occur on other types of
  113. networks called broadcast networks. A
  114. broadcast network is similar to a
  115. party line or any time more than two
  116. people are talking on the same line.
  117. When two or more people speak
  118. simultaneously, they talk over each
  119. other -- creating confusion. A bus
  120. network topology is a great example of
  121. a broadcast network. On a broadcast
  122. network all network nodes are
  123. connected to a shared bi-directional
  124. medium (wire or electromagnetic
  125. waves). The traffic flows in both
  126. directions on a single cable.
  127.  
  128.     Unlike on a Ring network topology,
  129. any node on a broadcast network can
  130. send data directly to any other node.
  131. However this creates the potential for
  132. collisions. Collisions occur when two
  133. or more computers try to broadcast
  134. their packets at the same time. This
  135. would be like two trains headed
  136. towards each other on the same track,
  137. resulting in a crash when they reach
  138. each other. Fortunately computer
  139. engineers have created things like
  140. Carrier Sense Multiple Access with
  141. Collision Detect (CSMA/CD).
  142.  
  143.     CSMA/CD is a media access
  144. mechanism were a computer wishing to
  145. transmit first listens to the line,
  146. and only broadcasts when it does not
  147. detect another computer transmitting.
  148. A broadcasting computer listens for
  149. other computer transmissions because
  150. of propagation delays. Propagation is
  151. the time it takes a transmitted signal
  152. to reach the entire length of the
  153. media. When a collision is detected
  154. all the devices that are transmitting
  155. data must then cease transmission for
  156. a random delay before attempting to
  157. re-transmit. This ensures that the
  158. same collision does not occur again.
  159.  
  160.     Hierarchical topology1 is similar
  161. to a spoked wheel, with lines, or
  162. cables radiating out from a central
  163. node or connection point through which
  164. all traffic must pass. An extended
  165. hierarchical network will also have
  166. nodes that have their own hierarchy or
  167. spokes. This type of network is not
  168. easy to implement because each node
  169. has its own cable run. However,
  170. because it does not have a single
  171. shared cable to connect all the nodes
  172. in a room, building or campus, this
  173. makes the network much easier to
  174. segment, or divide, into smaller more
  175. manageable pieces. Most new networks
  176. use a physical hierarchical topology
  177. no matter what logical topology or
  178. media access mechanism they may use.
  179.  
  180.     Mesh topology is were every node
  181. on a network is directly connected to
  182. every other node. This configuration
  183. provides for multiple redundancies on
  184. a mission critical network Mesh
  185. topology is the most difficult network
  186. implementation to setup because it has
  187. so many interconnecting lines. For
  188. this reason, it is most often only
  189. used as a backbone or WAN topology.
  190. Imagine a pentagram with a five-
  191. point-star inside, each point
  192. representing a node, each line
  193. representing a connection. This
  194. illustrates how mesh topology connects
  195. all the nodes directly and indirectly
  196. to every other node on the network. A
  197. mesh network topology is not necessary
  198. unless the network traffic is of such
  199. a critical nature that a temporary
  200. failure or delay could result in
  201. irreparable damages, possibly even
  202. loss of life.
  203.  
  204.     Media, the transmission means of a
  205. computer network, is the physical
  206. environments though which transmitted
  207. signals pass to reach their designated
  208. destination. All network media will
  209. either be baseband or broadband.
  210. Baseband media is when the entire
  211. transmission capabilities of the media
  212. are dedicated to carrying a single
  213. signal; this does not mean that the
  214. entire available frequency range of
  215. the cable is used however.
  216.  
  217.     Broadband media is the opposite of
  218. baseband. The transmission
  219. capabilities of the cable are split
  220. into different frequency ranges called
  221. channels. The channels of broadband
  222. media are allocated to different
  223. signals. This may be for the purpose
  224. of carrying signals in both directions
  225. simultaneously, or carrying multiple
  226. signals. A DSL uses a type of
  227. broadband technology. It divides the
  228. frequency transmission capabilities of
  229. standard copper-wire phone line into
  230. three different channels. One channel
  231. of the DSL is dedicated to voice
  232. communications, the other two are
  233. allocated to bi-directional
  234. communications between a computer or
  235. network and the ISP.
  236.  
  237.     Several media types include --
  238.  
  239.   the "Atmosphere,"
  240.   Unshielded/Shielded Twisted Pair
  241.               (UTP/STP),
  242.   Screened Twisted Pair coaxial,
  243.   and fiber-optic cable.
  244.  
  245.     There are two coaxial cable types,
  246. thicknet and thinnet. Thicknet is a
  247. larger equivalent to what is used for
  248. cable, or satellite TV. Thicknet's
  249. primary use is as a LAN backbone, a
  250. cable that connects network segments
  251. which might be room-to-room,
  252. floor-to-floor, or building- to-
  253. building at a network site. It is more
  254. suitable for this purpose than thinnet
  255. because it has a longer transmission
  256. distance.
  257.  
  258.     The smaller version of coaxial
  259. cable called thinnet is very similar
  260. to a TV cable. The main difference
  261. between the cables is in the
  262. connectors used on the ends. Thinnet
  263. uses British Navel Connectors (BNC),
  264. which have a quicker release than the
  265. screw-on connectors of TV cable. Also,
  266. they are not as prone to being pulled
  267. off like the slip-on "quick connect"
  268. version for the TV. These media types
  269. are primarily used in bus and ring
  270. topology networks.
  271.  
  272.     UTP/STP and ScTP are all basically
  273. the same; they consist of multiple
  274. pairs of copper wire that are twisted
  275. together. The difference is that UTP
  276. cable is manufactured without any
  277. shielding from electromagnetic
  278. interference, whereas both STP and
  279. ScTP have some form of additional EMI
  280. shielding. STP and ScTP are therefore
  281. more expensive to manufacture. STP and
  282. ScTP have additional EMI shielding and
  283. can be used in areas were typically
  284. Twisted Pair media could not be used
  285. because of EMI interference. A
  286. location where TP media might be
  287. unacceptable would be around a
  288. generator or radio transmission tower
  289. because of the abnormally high EMI
  290. emissions.
  291.  
  292.     STP cabling has a metallic shield
  293. around each pair of copper wires and
  294. around the whole bundle. It is then
  295. encased in plastic. ScTP media will
  296. only have the outer metallic shield
  297. and plastic coating.
  298.  
  299.     UTP/STP media is now basically the
  300. standard for in-building wiring
  301. because the Cat5 and later
  302. specifications are capable of at least
  303. 100 Mbps (Megabits per second)
  304. approximately 5 MBpm (MegaBytes per
  305. minute).
  306.  
  307.     The Cat5 specification also allows
  308. for full-duplex operation when used in
  309. conjunction with a network switch.
  310. Full-duplex is where a computer can
  311. transmit and receive data
  312. simultaneously, as opposed to the
  313. standard half-duplex operation where a
  314. computer can either transmit or
  315. receive. Cat5 and Cat5e have become
  316. primary media implementation of new
  317. networks since the media is much
  318. cheaper than it used to be and allows
  319. the creation of a hierarchical network
  320. topology. In most cases today the
  321. benefits of using Cat5 or other
  322. UTP/STP cable out-weight the cost.
  323.  
  324.     Fiber-optic cables are strands of
  325. glass or plastic carrying laser light
  326. signals from end to end. Fiber-optic
  327. cable is a very fast and reliable
  328. media for signaling over long
  329. distances when compared to most other
  330. types of network media. Unfortunately
  331. fiber-optic cabling is expensive and
  332. often may require special technicians
  333. and gear to implement. Even so it is
  334. still a very popular backbone media.
  335.  
  336.     Fiber-optic cable can operate in
  337. single-mode or multi-mode. The
  338. difference between single-mode and
  339. multi-mode is how many laser light
  340. sources are used, and at what angle
  341. the laser is to the media. A
  342. Single-mode Fiber-optic cable uses one
  343. laser light source emitted directly
  344. into the cable end. Single-mode
  345. Fiber-optic cable is therefore usually
  346. thinner than its multi-mode
  347. counterpart.
  348.  
  349.     Multi-mode Fiber-optic cable uses
  350. different frequencies of light emitted
  351. at slightly different angles from the
  352. cable end, allowing the light to
  353. bounce around inside the cable to
  354. reach its destination.
  355.  
  356.     Wireless media networks use the
  357. 'atmosphere', Signals are transmitted
  358. by radio or infared to their
  359. destinations. Wireless networks are
  360. often the easiest to setup because
  361. they require little or no cable
  362. installation. Unfortunately more
  363. security risks exist with wireless
  364. networking than any other type of
  365. network media because anyone with the
  366. right Network Interface Card (NIC) can
  367. access the media and network traffic.
  368.  
  369.     The benefits of wireless operation
  370. out-weigh the security issues for some
  371. and wireless networks are becoming
  372. more and more secure. All that is
  373. necessary to implement a very basic
  374. network are two computers with
  375. wireless NICs Wireless communications
  376. are relatively new to computer
  377. networks and the specifications are
  378. still subject to revision and
  379. modification.
  380.  
  381.  KB
  382.  
  383.  
  384. 1 Networks are classified by what
  385. technologies they use to interconnect
  386. the network computers and devices
  387. also called network nodes or nodes.
  388.  
  389. 2 Other types of computer networks
  390. include the Personal Area Network
  391. (PAN) and the Metro Area network
  392. (MAN)
  393.  
  394. 1 Depending on the technology used
  395. this size might also be considered a
  396. PAN
  397.  
  398. 2 A wan is not limited to two end
  399. points however, this is just the most
  400. common configuration due largely in
  401. part because of dial-up, DSL, ISDN,
  402. and other similar WAN connections.
  403.  
  404. 3 Other types of WAN Connections are
  405. the Digital Subscriber Line (DSL)
  406. Integrated Services Digital Network
  407. (ISDN), and the T-carrier systems,
  408. including a T-1, or fractional T-1,
  409. and T-3.
  410.  
  411.  
  412.  
  413. 1 Singular media, one wire or cable
  414.  
  415. 1 Hierarchical topology may also be
  416. called star or tree topology
  417. depending on how it is implemented.
  418.  
  419. 2 Extended hierarchical topology is
  420. sometimes called daisy chain
  421. topology.
  422.  
  423. 3 When a mesh topology is used only
  424. for a backbone or wan it is usually
  425. considered a partial mesh topology.
  426.  
  427. 1 When referring to the atmosphere as
  428. media it is generally just called
  429. Wireless media.
  430.  
  431. 1 Megabits per second
  432.  
  433. 2 Megabytes per minute
  434.  
  435. 3 A switch is a device for connecting
  436. multiple computers in a logical and
  437. physical hierarchical topology.
  438.  
  439.  
  440.